问题
问答题
如图所示,光滑坡道顶端距水平面高度为h,质量为m的小物体A从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道,经过0点时无机械能损失,为使A制动,将劲度系数为k的轻弹簧一端固定在竖直墙上的M点,另一端恰位于滑道韵末端O点.已知在OM段,物块A与水平面间的动摩擦因素为μ,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g,
求:
(1)物块滑到O点时的速度大小;
(2)已知弹簧弹性势能Ep与形变量x之间的关系为Ep=kx2/2,求弹簧的最大压缩量.

答案
(1)对A到O的过程由物块的机械能守恒得
mgh=
mv21 2
解得 v=2gh
(2)物块压缩弹簧的过程,对物块和弹簧组成的系统,由弹簧压缩量最大时,速度为零,根据能量守恒定律得
mv2=1 2
kx2+μmgx1 2
解得,x=
-μmg(μmg)2+2mkgh k
答:
(1)物块滑到O点时的速度大小为
;2gh
(2)弹簧的最大压缩量为
.
-μmg(μmg)2+2mkgh k