题目内容

11.如图所示,质量m=1kg的滑块(可看成质点),被压缩的弹簧弹出后在粗糙的水平桌面上滑行一段距离x=0.4m后从桌面抛出,落在水平地面上.落点到桌边的水平距离s=1.2m,桌面距地面的高度h=0.8m.滑块与桌面间的动摩擦因数μ=0.2.(取g=10m/s2,空气阻力不计)求:
(1)滑块离开桌面时时速度的大小;
(2)滑块与桌面摩擦而产生的内能.
(3)弹簧弹力对滑块所做的功.

分析 (1)滑块离开桌面后做平抛运动,竖直方向的分运动是自由落体运动,由高度求出时间和落地时竖直方向的分速度.水平方向的分运动是水平速度,由水平位移和时间求出初速度;
(2)根据功的公式:W=fx即可求出摩擦力做的功;
(3)滑块从被压缩的弹簧弹出到离开桌面的整个运动过程中,弹力与摩擦力做功,根据动能定理求解弹簧弹力对滑块所做的功.

解答 解:(1)滑块离开桌面后做平抛运动.竖直方向:
   由h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得  t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$=$\sqrt{\frac{2×0.8}{10}}=0.4$s
   水平方向:v0=$\frac{s}{t}=\frac{1.2}{0.4}$=3m/s
(2)滑块在桌面上受到的摩擦力:f=μmg=0.2×1×10=2N
滑块克服摩擦力做的功转化为内能,即Q=W=fx=2×0.4=0.8J
(3)滑块从被压缩的弹簧弹出到离开桌面的整个运动过程中,根据动能定理:
   W弹-Q=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$   
解得:W弹=5.3J  
答:(1)滑块离开桌面时时速度的大小是3m/s;(2)滑块与桌面摩擦而产生的内能是0.8J;(3)弹簧弹力对滑块所做的功是5.3J.

点评 本题是平抛运动与动能定理的综合应用,常规题,只要细心,不会出错.

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