问题 计算题

如右图所示为某同学设计的节能运输系统.斜面轨道的倾角为37°,木箱与轨道之间的动摩擦因数.设计要求:木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量的货物装入木箱,木箱载着货物沿轨道无初速滑下,当轻弹簧被压缩至最短时,自动装货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,接着再重复上述过程.若g取,sin 37°=0.6 ,cos 37°=0.8.求:

 

(1)离开弹簧后,木箱沿轨道上滑的过程中的加速度大小;

(2)满足设计要求的木箱质量.

答案

(1)  (2)2 kg

题目分析:(1)设木箱质量为m′,对木箱的上滑过程,由牛顿第二定律有:

,代入数据解得:a=.

(2)设木箱沿轨道下滑的最大距离为L,弹簧被压缩至最短时的弹性势能为,根据能量守恒定律:货物和木箱下滑过程中有:

木箱上滑过程中有

联立代入数据解得:.

点评:解决本题的关键掌握牛顿第二定律,会用牛顿第二定律求加速度.以及选择合适的研究过程,运用能量守恒.

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