题目内容
(10分)如图,粗糙水平地面上有一压缩并锁定的弹簧,弹簧左端固定于竖直墙壁上,右端与一质量为m=0.1kg的小物块A(可视为质点)接触但不连接,光滑的固定半圆周轨道MP与地面相切于M点,P点为轨道的最高点。现解除弹簧锁定,弹簧将小物块A推出,A沿粗糙水平地面运动,之后沿圆周轨道运动并恰能通过P点。已知A与地面间的动摩擦因数为
=0.25,最初A与M点的距离L1=2m , 圆周轨道半径R=0.4m,g取10m/s2,空气阻力不计。求:
(1)小滑块到达P点时的速度大小;
(2)弹簧弹力对滑块所做的功。
(3)弹簧仍将小物块从A点推出,为了使小物块能够从P点落回A点,此时A与M点的距离L2应该取多大。
【答案】
(1)2m/s;(2)1.55m
【解析】
试题分析:(1)设小物块A到达圆周轨道最高点P时的速度为
,
由题意有:![]()
解得:![]()
(2)从解除锁定到物块滑至最高点P的过程中,由动能定理有:
解得:![]()
(3)小球离开P点以v0做平抛,落地的时间为t,
根据:![]()
解得:t=0.4s
L2=v0t
从解除锁定到物块滑至最高点P的过程中,由动能定理有:
解得:
≈2.87m/s
≈1.55m
考点:动能定理,机械能守恒及其应用,牛顿第三定律
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