如图所示,水平轨道上,轻弹簧左端固定,自然状态时右端位于P点.现用一质量m=0.1kg的小物块(视为质点)将弹簧压缩后释

2个回答

  • 解题思路:(1)由牛顿第二定律求得物块在PQ上运动的加速度,根据运动学公式求得进入轨道的速度,在Q点根据牛顿第二定律求得对轨道的压力,只要压力大于等于0就能沿轨道运动,否则不能.

    (2)根据机械能守恒求出滑上木板的速度,根据牛顿第二定律求出滑上木板的加速度,再根据运动学公式求出位移.

    (1)物块在PQ上运动的加速度

    a1=-µ1g=-1.5m/s2

    进入圆周轨道时的速度为v

    v2-v02=2a1l

    得v2=v02+2a1l=321 m2/s2

    设物块刚离开Q点时,圆轨道对物块的压力为FN

    根据牛顿定律,有FN+mg=m

    v2

    R

    FN=m

    v2

    R-mg=31.1N>0

    故物块能沿圆周轨道运动

    (2)物块滑上木板时的速度为v1
    根据机械能守恒有

    [1/2]mv2+mg•2R=[1/2]mv12

    得v1=19m/s

    物块滑上木板时的加速度为a2
    根据牛顿第二定律有

    a2=-µ2g=-2m/s2

    木板的加速度位a3

    µ2mg-µ3(m+M)g=Ma3

    a3=

    μ2mg−μ3(M+m)g

    M=[1/9]m/s2

    设物块滑上木板经过时间t二者共速,

    v1+a2t=a3t得t=9s

    这时木板的位移s1=[1/2]a3t2=4.5m

    它们的共同速度v2=a3t=1m/s

    物块和木板一起减速的加速度a4=-µ3g=-0.1m/s2

    它们减速运动的位移s2=

    −v22

    2a4=5m

    x=s1+s2=9.5m

    答:(1)物块能沿圆周轨道运动;

    (2)木板滑行的最大距离x为9.5m.

    点评:

    本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与位移的关系.

    考点点评: 此题要求能熟练运用牛顿第二定律分析解决问题,同时要能熟练掌握匀变速运动的各种公式,此题对过程分析要求较高,属于中档题.

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