24.(15分)如图所示,在倾角为370的斜面上,一劲度系数k=100N/m的轻弹簧一端固定在A点,自然状态时另一端位于B点。斜面上方有一半径R=0.2m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道与斜面相切于C处,圆弧轨道的最高点为D。斜面AB段光滑,BC段粗糙且长度为0.4m。现将一质量为1kg的小物块从C点由静止释放,小物块将弹簧压缩了0.2m后速度减为零(不计小物块到达B处与弹簧碰撞时的能量损失)。已知弹簧弹性势能表达式Ek=kx2,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,重力加速度取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8。(计算结果可保留根号)求:

⑴小物块与斜面BC段间的动摩擦因数

⑵小物块第一次返回BC面上时,冲到的最远位置

⑶若用小物块将弹簧压缩,然后释放,要使小物块在CD段圆弧轨道上运动且不脱离圆弧轨道,则压缩时压缩量应满足的条件

24解:⑴由动能定理得: …………3分

解得:μ=0.5 …………2分

⑵设小物块最远将冲到E点,则由动能定理得:

 …………3分

  解得:BE=0.08m,即最远冲到距B点为0.08m的E位置。…………2分

⑶要使小物块不脱离圆弧轨道,则小物块应到达图中F点时速度减为零则有:

>0   …………1分

≤0 ………1分

解得:<x≤ 即:0.349m<x≤0.4m …………1分

若恰过最高点D,则有:

≥ …1分

解得: x≥ 即:x≥0.479m ……1分

 0  278461  278469  278475  278479  278485  278487  278491  278497  278499  278505  278511  278515  278517  278521  278527  278529  278535  278539  278541  278545  278547  278551  278553  278555  278556  278557  278559  278560  278561  278563  278565  278569  278571  278575  278577  278581  278587  278589  278595  278599  278601  278605  278611  278617  278619  278625  278629  278631  278637  278641  278647  278655  447090 

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