如图,在水平地面上固定一倾角为θ的斜面,一轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态.滑块与斜面间动摩擦因素为μ

如图,在水平地面上固定一倾角为θ的斜面,一轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态.滑块与斜面间动摩擦因素为μ且μ<tanθ,一质量为m的滑块从距离弹簧上端为S0处的A点由静止释放,设滑块与弹簧接触过程中没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g.
(1)求滑块从A点运动到与弹簧上端B点接触瞬间所经历的时间t;
(2)若滑块从B点运动到弹簧形变最大的C点处的距离为L,求滑块第一次能反弹到的最高点离C点的距离X.
霸桥小生 1年前 已收到1个回答 举报

阿什伯顿酋长 幼苗

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解题思路:(1)根据牛顿第二定律求出物体下滑的加速度,再运用匀变速直线运动位移时间公式求出滑块从A点运动到与弹簧上端B点接触瞬间所经历的时间.
(2)对滑块从A到C运用能量守恒定律,求出弹簧的最大弹性势能,再对滑块从C点第一次反弹到最高点过程运用能量守恒定律,求出滑块第一次能反弹到的最高点离C点的距离X.

(1)滑块运动的加速度a=[mgsinθ-μmgcosθ/m]=gsinθ-μgcosθ
由s0=
1
2at2得
所求时间t=

2s0
gsinθ-μgcosθ
故滑块从A点运动到与弹簧上端B点接触瞬间所经历的时间为

2s0
gsinθ-μgcosθ.
(2)滑块从A到C由能量守恒得:mg(s0+L)sinθ=μmgcosθ(s0+L)+Ep…①
滑块从C点第一次反弹到最高点过程有能量守恒得:Ep=mgxsinθ+μmgcosθ•x…②
由①、②两式联立解得x=
(sinθ-μcosθ)(s0+L)
sinθ+μcosθ.
故滑块第一次能反弹到的最高点离C点的距离为
(sinθ-μcosθ)(s0+L)
sinθ+μcosθ.

点评:
本题考点: 机械能守恒定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律.

考点点评: 本题是动力学和能量守恒的综合题,解决动力学问题注意加速度是联系力学和运动学的桥梁,运用能量守恒解题时,首先确定研究的过程,其次找出是哪些能量之间发生转化.

1年前

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