轻质*簧原长为2l,将*簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当*簧被压缩到最短时,*簧...
问题详情:
轻质*簧原长为2l,将*簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当*簧被压缩到最短时,*簧长度为l,现将该*簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接.AB是长度为5l的水平轨道,B端与半径l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径RD竖直,如图所示,物块P与AB间的动摩擦因数.用外力推动物块P,将*簧压缩至长度l,然后放开,P开始沿轨道运动,重力加速度大小为g.
⑴若P的质量为m,求P到达B点时的速度的大小,以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离;
⑵若P能滑上圆轨道,且仍能沿圆轨道滑下,求P的质量的取值范围.
【回答】
⑴地面上,转化为,守恒
∴
,此时*簧长度为l
:能量守恒:
即
:动能定理:
此后,物体做平抛运动:
∴B点速度,落点与B点距离为
⑵假设物块质量为
则:能量守恒:
解得:
若要滑上圆弧,则,即,解得
若要滑上圆弧还能沿圆弧滑下,则最高不能超过C点
此时 假设恰好到达C点,则根据能量守恒:
解得:
故若使物块不超过C点,
综上:
知识点:专题五 动量与能量
题型:计算题