(2011?济南二模)如图所示,在水平光滑轨道PQ上有一个轻弹簧其左端固定,现用一质量m=2.0kg的小物块(视

2025-04-27 20:22:38
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回答1:

(1)物体进入轨道后恰好沿轨道运动:mg=m

v2
R
…①
弹簧具有弹性势能:Ep
1
2
mv2=5J
…②
(2)物块由顶端滑到底端过程由机械能守恒:mg2R=
1
2
m
v
?
1
2
m
v
…③
解得:v2=5m/s
在轨道底端由牛顿第二定律得:F?mg=m
v
R
…④
解得:F=6mg=120N…⑤
由牛顿第三定律得物块对轨道的压力为120N…⑥
(3)对物体与木板组成的系统由动量守恒定律得:mv2=(m+M)v3…⑦
设木块的长度为s,由能量守恒定律得:fs=
1
2
m
v
?
1
2
(m+M)
v
…⑧
f=μmg…⑨
联立,并代入已知,解得:s=5m…⑩
答:(1)弹簧具有的弹性势能是5J
(2)物块滑到半圆轨道底端时对轨道的压力是120N
(3)木板的长度是5m