【题目】如图甲所示,一轻质弹簧左端固定在墙壁上,右端与置于水平面上的质量为m的小滑块相连。在以下的讨论中小滑块可视为质点,弹簧始终在弹性限度内,取弹簧原长时弹性势能为0,且空气阻力可忽略不计。

1)若水平面光滑,以弹簧原长时小滑块的位置O为坐标原点,建立水平向右的坐标轴Ox,如图甲所示。

①请在图乙中画出弹簧弹力F与小滑块所在位置坐标x的关系图像。

教科书中讲解了由v - t图像求位移的方法,请你借鉴此方法,并根据F-x图像推导出小滑块在x位置时弹簧弹性势能Ep的表达式。(已知弹簧的劲度系数为k

②小滑块在某轻质弹簧的作用下,沿光滑水平面在O点附近做往复运动,其速度v的大小与位置坐标x的关系曲线如图丙所示,其中vmx0皆为已知量,请根据图丙中v-x图像提供的信息求解本题中弹簧的劲度系数k

2)若水平面不光滑,且已知小滑块与水平面之间的动摩擦因数为μ。仍以弹簧原长时小滑块的位置O为坐标原点,建立水平向右的坐标轴Ox,将小滑块沿水平面向右拉到距离O点为l0P点按住(l0>μmg/k),如图丁所示。计算中可以认为滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等,已知重力加速度为g,弹簧的劲度系数为k

①若放手后小滑块第一次经过O点向左运动至最远点Q,求Q点与O点的距离,并分析如果小滑块在Q点停不住,l0μmk等物理量之间应满足什么条件;

②若放手后小滑块第二次经过O点后在向右运动的过程中逐渐减速最终静止,求小滑块从P点开始运动的整个过程中所通过的总路程。

 0  176890  176898  176904  176908  176914  176916  176920  176926  176928  176934  176940  176944  176946  176950  176956  176958  176964  176968  176970  176974  176976  176980  176982  176984  176985  176986  176988  176989  176990  176992  176994  176998  176998 

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