(2012•陕西三模)如图所示,一条轻质弹簧左端固定在水平桌面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m=1.0

(2012•陕西三模)如图所示,一条轻质弹簧左端固定在水平桌面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m=1.0kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于O点,现对小物块施加一个外力,使它缓慢移动,压缩弹簧(压缩量为x=0.1m)至A点,在这一过程中,所用外力与压缩量的关系如图所示.然后释放小物块,让小物块沿桌面运动,已知O点至桌边B点的距离为L=2x.水平桌面的高为h=5.0m,计算时,可用滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力.(g取10m/s2
求:(1)在压缩弹簧过程中,弹簧存贮的最大弹性势能;
(2)小物块到达桌边B点时速度的大小;
(3)小物块落地点与桌边B的水平距离.
小梨橙子 1年前 已收到1个回答 举报

90ru 春芽

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(1)从F-x图中看出,小物块与桌面的动摩擦力大小为f=1.0 N,在压缩过程中,摩擦力做功为:Wf=f•x=-0.1 J
由图线与x轴所夹面积(如图),可得外力做功为:
WF=(1+47)×0.1÷2=2.4 J  
所以弹簧存贮的弹性势能为:EP=WF-Wf=2.3 J
故弹簧存贮的最大弹性势能为2.3J.
(2)从A点开始到B点的过程中,由于L=2x,
摩擦力做功为W′f=f•3x=0.3 J  
对小物块用动能定理有:
EP−
W/f=
1
2m
v2B−0
解得:vB=2 m/s
故小物块到达桌边B点时速度的大小为2m/s.
(3)物块从B点开始做平抛运动,所以有:
h=
1
2gt2,下落时间t=1 s 
水平距离s=vBt=2 m
故小物块落地点与桌边B的水平距离为2m.

1年前

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