问题
问答题
小物块A的质量为m=2kg,物块与坡道间的动摩擦因数为μ=0.6,水平面光滑;坡道顶端距水平面高度为h=1m,倾角为θ=370;物块从坡道进入水平滑道时,在底端O点处无机械能损失,将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定墙上,另一自由端恰位于坡道的底端O点,如图所示.物块A从坡顶由静止滑下,重力加速度为g=10m/s2求:
(1)物块滑到O点时的速度大小.
(2)弹簧为最大压缩量时的弹性势能.
(3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度.
答案
(1)在由A滑到O点的过程中,重力做正功,摩擦力做负功,由动能定理得:mgh-μmgcos37°×
=h sin37°
mv21 2
解得:v=
=2gh(1-μcot37°)
m/s=2m/s2×10×1(1-0.6×
)0.8 0.6
(2)物块压缩弹簧后,物块和弹簧组成的系统机械能守恒,根据机械能守恒定律可得:
EP=
mv2=1 2
×2×22J=4J1 2
(3)物块滑回到O点时与刚滑到O点时速度大小相等,从坡底到坡顶,由动能定理得:
-μmgcos37°×
-mgh1=0-h1 sin37°
mv21 2
代入数据得:h1=
m1 9
答:(1)物块滑到O点时的速度大小为2m/s
(2)弹簧为最大压缩量时的弹性势能4J
(3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度
m1 9