如圖所示,水平桌面上有一輕彈簧,左端固定在A點,自然狀態(tài)時其右端位于B點.水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP,其形狀為半徑R=0.8m的圓環(huán)剪去了左上角135°的圓弧,MN為其豎直直徑.用質(zhì)量m1=0.4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點,釋放后彈簧恢復(fù)原長時物塊恰停止在B點.用同種材料、質(zhì)量為m2=0.2kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點釋放,物塊過B點時速度為6m/s,物塊與桌面的動摩擦因數(shù)μ=0.4,B、D間水平距離SBD=2.5m,物塊飛離桌面后由P點沿切線落入圓軌道.g=10m/s2,求:
(1)物塊離開桌面D時的速度大小
(2)P點到桌面的豎直距離h
(3)判斷m2能否沿圓軌道到達M點(要求計算過程).
(4)釋放后m2運動過程中克服桌面摩擦力做的功
精英家教網(wǎng)
分析:(1)度B到D過程運用動能定理列式求解即可;
(2)物塊飛離桌面后由P點沿切線落入圓軌道,得到P點速度方向,正交分解后得到P點的豎直分速度,然后對豎直分運動根據(jù)速度位移關(guān)系公式列式求解;
(3)先假設(shè)物塊能到最高點,根據(jù)動能定理列式求解出最高點速度;再計算滑塊恰好到最高點的速度;兩個速度比較即可;
(4)對兩次過程運用功能關(guān)系列式后聯(lián)立求解.
解答:解:(1)設(shè)物塊離開桌面D時的速度為vD
由動能定理可得 -μmgSBD=
1
2
m
v
2
D
-
1
2
m
v
2
B

得vD=4m/s
(2)設(shè)物塊落到P點時其豎直速度為vy
由  
vy
vD
=tan45°

v
2
y
=2gh

得h=0.8m                          
(3)若物塊能沿軌道到達M點,其速度為vM,由動能定理可得
1
2
m2
v
2
M
=
1
2
m2
v
2
D
-
2
2
m2gR

v
2
M
=16-8
2

若物塊恰好能沿軌道過M點,則m2g=m2
v′
2
M
R

解得
v′
2
M
=8>
v
2
M
     即物塊不能到達M點   
(4)設(shè)彈簧長為AC時的彈性勢能為EP
釋放m1時,Ep=μm1gsCB
釋放m2時,Ep=μm2gsCB+
1
2
m2
v
2
0

且m1=2m2,可得Ep=m2
v
2
0
=7.2J

m2在桌面上運動過程中克服摩擦力做功為Wf,
Ep-Wf=
1
2
m2
v
2
D
          可得Wf=5.6J
答:(1)物塊離開桌面D時的速度大小為4m/s;
(2)P點到桌面的豎直距離h為0.8m;
(3)物塊不能到達M點;
(4)釋放m2后運動過程中克服桌面摩擦力做的功為5.6J.
點評:本題關(guān)鍵明確滑塊的運動規(guī)律,然后分段運用動能定理、運動學(xué)公式、平拋運動的規(guī)律、功能關(guān)系列式后聯(lián)立求解.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,水平桌面上的A點處有一個質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出,不計空氣阻力,當它到達B點時,以地面為零勢能面,其機械能的表達式正確的是( 。
A、
1
2
m
v
2
0
+mgH
B、
1
2
m
v
2
0
+mgh
C、mgH-mgh
D、
1
2
m
v
2
0
+mg(H-h)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2013年江蘇省揚州市學(xué)業(yè)水平測試模擬物理試卷(二)(帶解析) 題型:單選題

如圖所示,水平桌面上的A點處有一個質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出,不計空氣阻力,當它到達B點時,其動能的表達式正確的是(  )  

A.B.
C.mgH-mghD.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2012-2013學(xué)年浙江省嵊泗中學(xué)高一下學(xué)期第二次月考物理試卷(帶解析) 題型:單選題

如圖所示,水平桌面上的A點處有一個質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出,不計空氣阻力,當它到達B點時,其動能的表達式正確的(     )

A.B.
C.mgH-mghD.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2015屆浙江省高一下學(xué)期第二次月考物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,水平桌面上的A點處有一個質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出,不計空氣阻力,當它到達B點時,其動能的表達式正確的(     )

A.                        B.

C.mgH-mgh                             D.

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2013年江蘇省揚州市學(xué)業(yè)水平測試模擬物理試卷(二)(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,水平桌面上的A點處有一個質(zhì)量為m的物體以初速度v0被拋出,不計空氣阻力,當它到達B點時,其動能的表達式正確的是(  )  

A.                       B.

C.mgH-mgh                             D.

 

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案