题目内容
【题目】如图,光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B点相连接,导轨半径为R,一质量为m的静止木块在A处压缩弹簧,释放后,木块获得一向右的初速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力是其重力的7倍,之后向上运动恰能通过轨道顶点C,不计空气阻力,试求:
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(1)弹簧对木块所做的功;
(2)木块从B到C过程中克服摩擦力做的功;
(3)木块离开C点落回水平面所需的时间和落回水平面时的动能。
【答案】1)弹簧对木块所做的功是3mgR;(2)木块从B到C过程中克服摩擦力做的功是
(3)木块离开C点落回水平面所需的时间是
,落回水平面时的动能是
。
【解析】试题分析:(1)物体在B点时,做圆周运动,由牛顿第二定律可知:![]()
解得![]()
从A到C由动能定理可得:弹力对物块所做的功
;
(2)物体在C点时由牛顿第二定律可知:
;
对BC过程由动能定理可得: ![]()
解得物体克服摩擦力做功:
.
(3)物体从C点到落地过程是平抛运动,根据平抛运动规律得:
木块离开C点落回水平面所需的时间![]()
物体从C点到落地过程,机械能守恒,则由机械能守恒定律可得: ![]()
物块落地时的动能
.
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