如图所示,质量为m的木块压缩轻质弹簧静止在O点,水平面ON段光滑,长为L的NN/段粗糙,木块与NN/间的动摩擦因数为.现释放木块,若木块与弹簧相连接,则木块最远到达NN/段中点,然后在水平面上做往返运动,且第一次回到N时速度大小为v;若木块与弹簧不相连接,木块与弹簧在N点即分离,通过N/点时以水平速度飞出,木块落地点P到N/的水平距离为s.求:
(1)木块通过N/点时的速度;
(2)木块从O运动到N的过程中弹簧弹力做的功;
(3)木块落地时速度vp的大小和方向.
略
(1) (3分) 木块从N到NN/中点,再回到N点,此过程弹簧弹力做功代数和为零,克服摩擦力做的功为W克;若木块与弹簧不相连接,木块从N到达N/过程中,弹簧弹力不做功,克服摩擦力做的功也为W克,又因为两种情况木块到达N时的速度相同,所以到达N/的速度v/应等于第一次回到N时速度v,即v/ =" v " (3分)
( 列式表达得出v/ =" v" 同样给分,如只写出v/ =" v" 没有文字说明的,不能得分)
(2)(3分)木块从O运动到N的过程中弹簧弹力做的功为W
W – W克 =" mv2/2 " (2分)
W = mv2/2+mgL (1分)
(3)(6分) 木块落地时速度为vp
t="s/v " h="gt2/2=gs2/2v2 " (1分)
mgh="mvp2/2" – mv2/2
得 (3分)
vp与水平方向夹角为,
cos (2分)
(用其他三角函数表达正确的同样给分)