問題詳情:
如圖的豎直平面內,一小物塊(視爲質點)從H=10m高處,由靜止開始沿光滑彎曲軌道AB進入半徑R=4m的光滑豎直圓環內側,彎曲軌道AB在B點與圓環軌道平滑相接。之後物塊沿CB圓弧滑下,在B點(無動量損失)進入右側的粗糙水平面上壓縮*簧。已知物塊的質量m=2kg,與水平面間的動摩擦因數爲0.2,*簧自然狀態下最左端D點與B點距離L=15m,求:(g=10m/s2)
(1)物塊從A滑到B時的速度大小;
(2)物塊到達圓環頂點C時對軌道的壓力;
(3)若*簧最短時的**勢能,求此時*簧的壓縮量。
【回答】
(1)m/s;(2)0N;(3)10m。
【詳解】
(1)對小物塊從A點到B點的過程中由動能定理
解得:
;
(2)小物塊從B點到C由動能定理:
在C點,對小物塊受力分析:
代入數據解得C點時對軌道壓力大小爲0N;
(3)當*簧壓縮到最短時設此時*簧的壓縮量爲x,對小物塊從B點到壓縮到最短的過程中由動能定理:
由上式聯立解得:
x=10m
【點睛】
動能定理的優點在於適用任何運動包括曲線運動,瞭解研究對象的運動過程是解決問題的前提,根據題目已知條件和求解的物理量選擇物理規律解決問題。動能定理的應用範圍很廣,可以求速度、力、功等物理量,特別是可以去求變力功。
知識點:動能和動能定律
題型:解答題