如图的竖直平面内,一小物块(视为质点)从H=10m高处,由静止开始沿光滑弯曲轨道AB进入半径R=4m的光滑竖直...
问题详情:
如图的竖直平面内,一小物块(视为质点)从H=10m高处,由静止开始沿光滑弯曲轨道AB进入半径R=4m的光滑竖直圆环内侧,弯曲轨道AB在B点与圆环轨道平滑相接。之后物块沿CB圆弧滑下,在B点(无动量损失)进入右侧的粗糙水平面上压缩*簧。已知物块的质量m=2kg,与水平面间的动摩擦因数为0.2,*簧自然状态下最左端D点与B点距离L=15m,求:(g=10m/s2)
(1)物块从A滑到B时的速度大小;
(2)物块到达圆环顶点C时对轨道的压力;
(3)若*簧最短时的**势能,求此时*簧的压缩量。
【回答】
(1)m/s;(2)0N;(3)10m。
【详解】
(1)对小物块从A点到B点的过程中由动能定理
解得:
;
(2)小物块从B点到C由动能定理:
在C点,对小物块受力分析:
代入数据解得C点时对轨道压力大小为0N;
(3)当*簧压缩到最短时设此时*簧的压缩量为x,对小物块从B点到压缩到最短的过程中由动能定理:
由上式联立解得:
x=10m
【点睛】
动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动,了解研究对象的运动过程是解决问题的前提,根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题。动能定理的应用范围很广,可以求速度、力、功等物理量,特别是可以去求变力功。
知识点:动能和动能定律
题型:解答题
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