题目内容
如图所示,固定斜面的倾角为θ,可视为质点的物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于B点。物体A的质量为m,开始时物体A到B点的距离为L。现给物体A一沿斜面向下的初速度v0,使物体A开始沿斜面向下运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好被弹回到B点。已知重力加速度为g,不计空气阻力,求此过程中:
(1)物体A向下运动刚到达B点时速度的大小
(2)弹簧的最大压缩量。
⑴方法一:物体A由开始运动直至B点的过程,由动能定理得
mgL sinθ-μmgL cosθ=
mvB2-
mv 02 (3分)
求得:vB=
(3分)
方法二:物体A由开始运动直至B点的过程,设加速度为a,由牛顿第二定律得:
mg sinθ-μmg cosθ=ma ① (2分)
由运动学公式得:
=2aL ② (2分)
联立①②两式得 vB=
(2分)
(2)设弹簧最大压缩量为x。在物体A刚好接触弹簧直至恰好返回到B点的过程中,由动能定理得(或功能关系)
-2μmg x cosθ =0-
m
(4分)
求得 x=
(4分)
解析:略
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