(2012?安庆二模)如图所示,AB为倾角θ=37°的斜面轨道,轨道的AC部分光滑,CB部分粗糙.BP为圆心角等于

2025-05-15 15:32:07
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回答1:

(1)由,x=12t-4t2知,物块在C点速度为v0=12m/s.
设物块从D点运动到C点的过程中,弹簧对物块所做的功为W,由动能定理得:
W?mgsin37°?

CD
1
2
mv02
代入数据得:W=
1
2
mv02+mgsin37°?
CD
=156J

(2)由x=12t-4t2知,物块从C运动到B过程中的加速度大小为a=8m/s2
设物块与斜面间的动摩擦因数为μ,由牛顿第二定律得
mgsinθ+μmgcosθ=ma  代入数据解得
μ=0.25.
物块在P点的速度满足mg=m
vp2
R

物块从B运动到P的过程中机械能守恒,则有  
物块从C运动到B的过程中有 vB2?v02=?2ax
由以上各式解得x=
49
8
m

(3)假设物块第一次从圆弧轨道返回并与弹簧相互作用后,能够回到与O点等高的位置Q点,且设其速度为vQ,由动能定理得
1
2
mvQ2?
1
2
mvp2=mgR?2μmgxcos37°
 
解得vQ2=?19<0
可见物块返回后不能到达Q点,故物块在以后的运动过程中不会脱离轨道.
答:(1)弹簧对物块所做的功为156J.
(2)B、C两点间的距离x为
49
8
m

(3)物块在以后的运动过程中不会脱离轨道.