如图所示,竖直平面内轨道ABCD的质量M=0.4kg,放在光滑水平面上,其中AB段是半径为R=0.4m的光滑四分之一圆弧,在B点与水平轨道BD相切,水平轨道的BC段粗糙,动摩擦因数μ=0.4,长L=3.5m,CD段光滑,D端连一轻弹簧,现有一质量m=0.1kg的小物体(可视为质点)在距A点高为H=3.6m处由静止自由落下,恰沿A点滑入圆弧轨道(
),求:
①ABCD轨道在水平面上运动的最大速率;
②小物体第一次沿轨道返回A点时的速度大小。
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①ABCD轨道在水平面上运动的最大速率;
②小物体第一次沿轨道返回A点时的速度大小。
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更新时间:2016-12-08 18:56:50
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【知识点】 完全非弹性碰撞4:含有弹簧的情况
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解答题
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】如图所示,在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块A、B、C,质量分别为
,
,
,其中B与C用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于静止状态;A和B之间有少许塑胶炸药,现在引爆塑胶炸药,若炸药爆炸产生的能量有
转化为A和B的动能,A和B分开后,立刻取走A。求:
(1)A、B分开时各自的速度大小;
(2)弹簧弹性势能的最大值;
(3)弹簧再次恢复原长时,B的速度。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f724dfbae50f82a7f5e0d6e6dd533148.png)
(1)A、B分开时各自的速度大小;
(2)弹簧弹性势能的最大值;
(3)弹簧再次恢复原长时,B的速度。
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解答题
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较难
(0.4)
【推荐2】如图甲所示,质量为
的滑块
套在固定竖直杆上,与质量为
的滑块
通过铰链用长为
的刚性轻杆连接,质量为
的滑块
的左侧与滑块
接触但未粘连,滑块
的右侧固定一个轻质弹簧,滑块
静止于水平面上。半径为
的半圆形轨道与水平面在
点平滑连接,与半径为
的半圆形轨道在
点平滑连接,
、
分别为两个半圆形轨道的圆心,且与
、
位于同一条竖直线上(图乙为虚线框内半圆形轨道的局部放大图)。现将滑块
从离水平面高为
处由静止释放,经过一段时间,滑块
与滑块
分离后又与滑块
发生相互作用,滑块
脱离弹簧之后上了半圆形轨道并恰能沿轨道运动至
点,最终落在半圆形轨道上的
点(图中未画出),滑块均可视为质点,不计一切摩擦。求:
(1)
点离水平面的高度
(结果可用根式表示);
(2)滑块
与滑块
分离前,刚性轻杆对滑块
做的功
;
(3)整个过程中弹簧的最大弹性势能
。
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(1)
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(2)滑块
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(3)整个过程中弹簧的最大弹性势能
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】如图示,用一轻弹簧将物块Q和地面相连,处于静止状态。物块P从Q的正上方h处由静止释放,P、Q相碰(时间很短)后立即以相同的速度向下压缩弹簧(P、Q不粘连)。P的质量为m,Q的质量为
m(
=1,2,3,…),弹簧的劲度系数为k,弹簧的形变量为x时,弹性势能
。空气阻力不计,PQ运动过程中弹簧始终未超过弹性限度。求:
(1)P自h高处落下与Q碰撞后瞬间的共同速度v共,此过程中损失的机械能
;
(2)若取m=0.10kg,h=0.80m,k=75N/m,重力加速度g=10m/s2,则当
取何值时P与Q碰撞后始终以共同的速度运动?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5b5858ee1ce52b251816757257a11c29.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/311046509455a77a237c4abbbc4a635f.png)
(1)P自h高处落下与Q碰撞后瞬间的共同速度v共,此过程中损失的机械能
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ffbf81859236ef3509b28c308a90f530.png)
(2)若取m=0.10kg,h=0.80m,k=75N/m,重力加速度g=10m/s2,则当
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5b5858ee1ce52b251816757257a11c29.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/11/2633942078406656/2635124646584320/STEM/c4e5f062-047c-4df9-9369-d06189d052ab.png?resizew=143)
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