如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点.水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=0.8m的圆环

如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点.水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离也是R.用质量m=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点,弹簧和物块具有的弹性势能E p =7.2J,释放后物块从桌面右边缘D点飞离桌面后,由P点沿圆轨道切线落入圆轨道g=10m/s 2 ,求:
(1)DP间的水平距离;
(2)判断m能否沿圆轨道到达M点;
(3)释放后m运动过程中克服摩擦力做的功.
Jolin68 1年前 已收到1个回答 举报

cucumber_lee2000 幼苗

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(1)设物块由D点以初速度v D 做平抛运动,落到P点时其竖起速度为v y ,有 v y 2 =2gR

v y
v D =tan45°,解得v D =4m/s
设物块做平抛运动的时间为t,水平位移为x,有R=
1
2 gt 2 ,x=v D t,解得x=1.6m
(2)若物块能沿轨道到达M点,设其速度为v M ,有

2
2 mgR=
1
2 m v D 2 -
1
2 m v M 2
解得v M ≈2.2m/s<
gR ≈2.8m/s
即物块不能到达M点.
(3)设m在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为W f ,有E p -W f =
1
2 m v D 2
解得W f =5.6J
答:(1)DP间的水平距离1.6m;
(2)m 2 不能否沿圆轨道到达M点;
(3)m 2 释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功为5.6J.

1年前

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