物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能三、非选择题11.如图12所示,光滑半圆弧轨道半径为R,OA为水平半径,BC为竖直直径。一质量为m的小物块自A处以某一竖直向下的初速度滑下,进入与C点相切的粗糙水平轨道CM上。在水平轨道上有一轻弹簧,其一端固定在竖直墙上,另一端恰位于轨道的末端C点此时弹簧处于自然状态。若物块运动过程中弹簧最大弹性势能为Ep,且物块被弹簧反弹后恰能通过B点。已知物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,求:
f图121物块离开弹簧刚进入半圆轨道时对轨道的压力FN的大小;2弹簧的最大压缩量d;3物块从A处开始下滑时的初速度v0。12.如图13所示,质量为m的滑块放在光滑的水平平台上,平台右端B与水平传送带相接,传送带的运行速度为v0,长为L。现将滑块缓慢向左移动压缩固定在平台上的轻弹簧,到达某处时突然释放,当滑块滑到传送带右端C时,恰好与传送带速度相同。滑块与传送带间的动摩擦因数为μ。
图131试分析滑块在传送带上的运动情况;2若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度,求释放滑动时弹簧具有的弹性势能;3若滑块离开弹簧时的速度大于传送带的速度,求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量。
答
案
1.选D由能量转化和守恒定律可知,该碎片在空气中下落过程中,重力和空气阻力做功之和等于动能的增加量,因空气阻力做负功,故重力做的功大于动能的增加量,A、B均错误;该碎片陷入地下的过程中,因有阻力做负功,且克服阻力做的功等于其机械能的减少量,故D正确,C错误。2.选C根据滑块与斜面间的动摩擦因数μ=ta
θ可知,滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力。施加一沿斜面向上的恒力F=mgsi
θ,物体机械能保持不变,重力势能随位移x均匀增大,选项C正确,D错误。产生的热量Q=Ffx,随位移均匀增大,滑块动能Ek随位移x均匀减小,选项A、B错误。3.选D设小物块在水平面上滑动的最大距离为x,由动能定理得:mg2R-μmgx=0,2Rx==08m,选项D正确。μ4.选C滑块A和C通过的路程不同,在沿斜面方向的加速度大小也不相同,故A错;三个滑块滑到底端时重力势能减少量相同,故D错;滑块A和B滑到底端时经过的位移相
f等,克服摩擦力做功相等,而滑块C的路程较大,机械能减少得较多,故B错C对。5.选C由能量转化和守恒定律可知,拉力F对木板所做的功W一部分转化为物体m1v的动能,一部分转化为系统内能,故W=mv2r