(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°?
=
m
v02代入数据得:
W=mv02+mgsin37°?=156J.
(2)由x=12t-4t
2知,物块从C运动到B过程中的加速度大小为a=8m/s
2.
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.
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=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v
Q,由动能定理得
mvQ2?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
m.
(3)物块在以后的运动过程中不会脱离轨道.