Question

【題目】如圖所示，長L=0.4m的水平軌道BC左端與固定的光滑豎直圓軌道相切于B點，圓弧軌道的半徑R=0.45m，BC右端與一傾角θ=30°的光滑固定斜面在C點平滑連接，斜面頂端固定一輕質彈簧．一質量m=2kg的滑塊從圓弧軌道的頂端A點由靜止釋放，經(jīng)水平軌道后滑上斜面并壓縮彈簧，第一次將彈簧壓縮至D點時滑塊速度減為0，此時彈簧具有的彈性勢能EP=1.4J，已知滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，滑塊可視為質點，重力加速度g=10m/s2 ．求：

（1）滑塊第一次經(jīng)過圓軌道B點時對軌道的壓力大��；

（2）光滑斜面軌道上CD的長度；

（3）滑塊在BC上停止運動時距C點的距離．

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】（1）滑塊從A點到B點的運動過程只有重力做功，故機械能守恒，所以有，

那么，對滑塊在B點應用牛頓第二定律可得： ，

所以， ；

那么由牛頓第三定律可得，滑塊對B點的壓力： ；

（2）滑塊從A點到D點，該過程彈簧彈力對滑塊做的功為：

那么，由動能定理可得： ；

所以， ；

（3）滑塊在BC上停止運動，那么滑塊運動過程只有重力和摩擦力做功，設滑塊在摩擦力作用下運動的位移為s，那么有，所以，

摩擦力只存在BC上，又有，所以，滑塊停止時距離C點．