题目内容
【题目】如图所示,半径R=0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°,下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切,一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上.质量m=0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v0=2 m/s的速度被水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面向右运动至D点时,弹簧被压缩至最短,C、D两点间的水平距离L=1.2 m,小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2.求:
(1)小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小;
(2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小;
(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
试题(1)小物块恰好从B端沿切线方向进入轨道,据几何关系有:.
(2)小物块由B运动到C,据机械能守恒有:
在C点处,据牛顿第二定律有
解得NC′="8" N
根据牛顿第三定律,小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道压力大小NC为8N.
(3)小物块从B运动到D,据能量关系有
练习册系列答案
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