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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