(12分)如图所示,一质量m=2 kg的物块从水平桌面上的A点以初速度v0=4 m/s向左滑行,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.5,A点距弹簧右端位置B的距离xAB=0.2 m,物块经B点后将弹簧压缩到最短时到达C点,最大压缩量xBC=0.1 m.随后物块被弹簧弹出,从桌边D点离开桌面.xAD=0.1 m,桌面距地面高h="0.8" m.(弹簧质量不计,g=10m/s2)
(1)求弹簧被压缩时的最大弹性势能;
(2)求物块从桌边刚滑出时的速度大小;
(3)求物块落地点到桌边D的水平距离.
(1)13 J(2)3 m/s(3)1.2m
题目分析:(1)A→C过程中对物块由动能定理,
有:-μmgxAC+W弹=0-mv
.......(2分)
解得:W弹=-13 J.
故弹簧的最大弹性势能Ep=-W弹=13 J........(2分)
(2)A→C→D过程中对物块由动能定理,
有:-μmg(xAC+xCD)=mv
-
mv
,...(2分)
解得物块从桌边刚滑出时的速度大小为v1=3 m/s. ................... (2分)
(3)从桌边D点离开后物块做平抛运动,则
竖直方向 ...................(2分)
水平方向物块落地点到桌边D的水平距离....................(2分)
点评:本题难度中等,本题为能量转化或能量守恒的判断计算问题,分析过程中要从能量转化或能量守恒入手,其中要注意力做功是能量转化的量度