题目内容
【题目】如图甲所示，ABC为水平轨道，与固定在竖直平面内的半圆形光滑轨道CD平滑连接，CD为竖直直径，轨道半径为R=0.2m。有一轻弹簧，左端固定在A点，弹簧处于自然状态时其右端恰好位于B点， B点左侧轨道AB光滑，右侧轨道BC动摩擦因数μ=0.1，BC长为L=1.0m；用质量为m＝0.2kg的小物块缓慢压缩弹簧（不拴接），使弹簧储存一定弹性势能EP后释放，物块经过B点继续运动从C点进入圆轨道，并通过D点；用力传感器测出小物块经过D点时对轨道压力F；改变弹簧压缩量，探究轨道D点受到压力F与弹簧弹性势能EP的关系。弹簧形变都在弹性限度之内，重力加速度g取10m/s2，求：
(1)小物块释放后运动到C点，此过程小物块克服摩擦力做功;
(2)压力F随弹簧的弹性势能EP变化的函数表达式;
(3)在图乙中画出F随弹性势能EP变化的图线.
【答案】(1) W=0.2J (2)
(3)如图所示
【解析】(1)小物块从释放后运动到C点克服摩擦力做功W=μmgL=0.2J
(2)小物块在D处：
小物块从释放后运动到B点，弹簧和小物块系统机械能守恒。
B点到D点运动过程由动能定理得：
联立以上式子解得：
－mg
代入数据得：压力F随弹簧的弹性势能EP变化的函数表达式是：
（3）F随弹性势能EP变化的图线如图示
练习册系列答案
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