题目内容

如图甲,水平面上质量m=2kg的小物体被一根已压缩的弹簧自A点弹出,与弹簧分离后又滑行一段距离停止在B点.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,AB间距离X=50cm.(g=10m/s2
(1)求弹簧释放的弹性势能.
(2)将水平面弯成如图乙的一部分斜面与一部分水平面的对接(对接处有很小的光滑圆弧过渡),将物体自斜面上C点由静止释放,物体滑下斜面后又在水平面上滑动一段距离并停止于D点.已知CD间的水平距离也为50cm.求C点距水平面的高度h.

【答案】分析:(1)在物体自A运动到B过程中,根据动能定理列式求出弹簧对物体做的功,弹簧释放的弹性势能等于弹簧对物体做的功;
(2)从C到D的整个过程运用动能定理列式即可求解.
解答:解:(1)在物体自A运动到B过程中,弹簧对物体做功设为WF,摩擦做功为Wf
根据动能定理:WF+Wf=0
根据功的公式:Wf=-μmgX
设弹簧释放的弹性势能为Ep,则Ep=WF
可得Ep=4J
(2)设物体在斜面上滑动对应的水平距离为X1,在水平面上对应的距离为X2
X=X1+X2
物体自C运动到D过程中,重力做功设为WG,摩擦在斜面上做功W1,在水平面上做功W2
根据动能定理:WG+W1+W2=0
WG=mgh    
W1=-μmgX1
W2=-μmgX2
得:h=0.2m
答:(1)求弹簧释放的弹性势能为4J.
(2)C点距水平面的高度为0.2m.
点评:本题主要考查了动能定理的直接应用,难度不大,属于基础题.
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