速度提升 幼苗
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(1)对M:设m对M摩擦力为f,斜面对M摩擦力为f’,M加速度为a’
f+Mgsinθ-f’=Ma’
f’=μ2(M+m)gcosθ
f=μ1mgcosθ
a′=10 m/s2沿斜面向下
(2)设金属块和木板达到共同速度为v2,对金属块:
v2=v1-at
μ1mgcosθ-mgsinθ=ma
所以:a=4.4 m/s2,沿斜面向上
v2=2.0 m/s
在此过程中以木板为研究对象,设弹簧对木板做功为W,对木板:
[μ1mgcosθ+Mgsinθ-μ2(M+m)gcosθ]x+W=[1/2]Mv22
W=-3.0 J,此时弹簧的弹性势能Ep=3.0 J
(3)金属块和木板达到共速后压缩弹簧,速度减小为0后反向弹回,设弹簧恢复原长时木板和金属块的速度为v3,在此过程中对木板和金属块,由能量的转化和守恒得:
Ep-[μ2(M+m)gcosθ+Mgsinθ+mgsinθ]x=[1/2](M+m)v32-[1/2](M+m)v22
木板离开弹簧后,设滑行距离为s,由动能定理得:
-μ2 (M+m)gS cosθ-(M+m)gSsinθ)=0-[1/2](M+m)v32
解得S=0.077 m
答:(1)木板开始运动瞬间的加速度为10m/s2方向沿斜面向下;
(2)弹簧被压缩到P点时的弹性势能是3.0J;
(3)假设木板在由P点压缩弹簧到弹回到P点过程中不受斜面摩擦力作用,木板离开弹簧后沿斜面向上滑行的距离为0.077m.
点评:
本题考点: 动能定理;弹性势能;功能关系.
考点点评: 在应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题时,要注意运动过程的分析,此类问题,还要对整个运动进行分段处理.
1年前
你能帮帮他们吗