问题
计算题
如图所示,质量M=4kg的木滑板B静止在光滑水平面上,滑板右端固定一根轻质弹簧,弹簧的自由端C到滑板左端的距离L=0.5m,这段滑板与A之间的动摩擦因数为0.2,而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑。可视为质点的小木块A质量为m=1kg,原来静止在滑板的左端。当滑板B受到水平向左恒力F=14N,作用时间t后撤去F,这时木块A恰好到达弹簧自由端C处。假设A、B间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等,g取10m/s2。求
(1)水平恒力F作用的时间t;
(2)木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能。
答案
(1)木块A和滑板B均向左左匀加速直线运动
(2分)
(2分)
根据题意有 (2分)
即 (2分)
代入数据解得t="1s" (2分)
(2)1s末木块A和滑板B的速度分别为
(1分)
(1分)
撤去F后,当木块A和滑板B的速度相同时,弹簧压缩量最大,此时具有最大弹性势能 (2分)
根据动量守恒定律 (2分)
代入数据求得(1分)
由机械能守恒定律得 (2分)
代入数据可求得弹簧弹性势能E="0.4J " (1分)