问题标题:
(17分)如图所示,轻质弹簧的一端固定在地面上,另一端与质量为M=1.5Kg的薄木板A相连,质量为m=0.5Kg的小球B放在木板A上,弹簧的劲度系数为k=2000N/m。现有一竖直向下、大小F=20N的
问题描述:
(17分)如图所示,轻质弹簧的一端固定在地面上,另一端与质量为M=1.5Kg的薄木板A相连,质量为m=0.5Kg的小球B放在木板A上,弹簧的劲度系数为k=2000N/m。现有一竖直向下、大小F=20N的力作用在B上且系统处于静止状态,在B球正上方处由一四分之一内壁光滑竖直圆弧轨道,圆弧半径R=0.4m,圆弧下端P点距离距离弹簧原长位置高度为h=0.6m。撤去外力F后,B竖直上升最终从P点切入原轨道,到达Q点的速度为vQ=4m/s。求: |
马新安回答:
(1)15N(2)6m/s(3)36.4J
(1) 轨道对球压力NN+mg=mvQ2/R (2分)N=mvQ2/R–mg=15N (2分)球对轨道压力N/=N="15N "(1分)(2)AB在弹簧原长处分离后,B上升机械能守恒mv2/2=mg(R+h)+mvQ2/2 (2分)v="6m/s " (2分)(3)撤去F到弹簧恢复原长AB分离上升HkH=F+(m+M)g (2分) H="0.02m "(2分)此过程机械能守恒Ep=(m+M)gH+(m+M)v2/2 (2分) 代入数据得到 Ep="36.4J "(2分)
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