如圖的豎直平面內，一小物塊(視為質點)從H=10m高處，由靜止開始沿光滑彎曲軌道AB進入半徑R=4m的光滑豎直...

問題詳情：

如圖的豎直平面內，一小物塊(視為質點)從H=10m高處，由靜止開始沿光滑彎曲軌道AB進入半徑R=4m的光滑豎直圓環內側，彎曲軌道AB在B點與圓環軌道平滑相接。之後物塊沿CB圓弧滑下，在B點(無動量損失)進入右側的粗糙水平面上壓縮*簧。已知物塊的質量m=2kg，與水平面間的動摩擦因數為0.2，*簧自然狀態下最左端D點與B點距離L=15m，求：(g=10m/s2)

(1)物塊從A滑到B時的速度大小；

(2)物塊到達圓環頂點C時對軌道的壓力；

(3)若*簧最短時的**勢能，求此時*簧的壓縮量。

【回答】

(1)m/s；(2)0N；(3)10m。

【詳解】

(1)對小物塊從A點到B點的過程中由動能定理

解得：

；

(2)小物塊從B點到C由動能定理：

在C點，對小物塊受力分析：

代入資料解得C點時對軌道壓力大小為0N；

(3)當*簧壓縮到最短時設此時*簧的壓縮量為x,對小物塊從B點到壓縮到最短的過程中由動能定理：

由上式聯立解得：

x=10m

【點睛】

動能定理的優點在於適用任何運動包括曲線運動，瞭解研究物件的運動過程是解決問題的前提，根據題目已知條件和求解的物理量選擇物理規律解決問題。動能定理的應用範圍很廣，可以求速度、力、功等物理量，特別是可以去求變力功。

知識點：動能和動能定律

題型：解答題