【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi),光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點,BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑r=0.2m的四分之一細(xì)圓管CD,圓管內(nèi)徑略大于小球直徑,管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k=100N/m的輕彈簧,彈簧一端固定,另一端恰好與管口D端平齊,一個可視為質(zhì)點的小球放在曲面AB上,小球質(zhì)量m=1kg。現(xiàn)從距BC的高度為h=0.6m處由靜止釋放小球,它與BC間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,小球進(jìn)入管口C端時,它對上管壁有FN=10N的相互作用力,通過CD后,在壓縮彈簧過程中滑塊速度最大時彈簧彈性勢能Ep=0.5J。取重力加速度g=10m/s2。求:

(1)小球通過C點時的速度大。

(2)水平面BC的長度;

(3)在壓縮彈簧過程中小球的最大動能Ekm

答案123

【解析】

試題分析:1)設(shè)小球在C點處的速度大小為,由牛頓第二定律可知:

, 。

2)設(shè)BC的長度為S,小球從A運動到C的過程中,由動能定理可知:

。

3)當(dāng)小球所受重力等于彈簧彈力時,小球運動速度最大,設(shè)此時彈簧的壓縮量為

小球從C點運動至速度最大的過程中,由能量守恒可知:

,。

練習(xí)冊系列答案
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