如圖甲所示,輕彈簧一端固定在與斜面垂直的擋板上,另一端點在O位置。質量為m的物塊A(可視為質點)以初速度v0從斜面的頂端P點沿斜面向下運動,與彈簧接觸后壓縮彈簧,將彈簧右端壓到O′點位置后,A又被彈簧彈回。物塊A離開彈簧后,恰好回到P點。已知O、P之間的距離為x0,O點和O′點間的距離x=x08,物塊A與斜面間的動摩擦因數為μ=2tanθ,斜面傾角為θ,重力加速度為g。
(1)求物塊A下滑的初速度v0。
(2)求彈簧右端被壓縮至O′點處的彈性勢能。
(3)在輕彈簧旁邊并排放置另一根與之完全相同的彈簧,一端固定在擋板上。若將另一個與A材料相同的物塊B(可視為質點)與兩根彈簧另一端拴接,設B的質量為βm,將A與B并排在一起,使兩根彈簧右端仍壓縮到O′點位置,然后由靜止釋放,如圖乙所示,若A離開B后最終未沖出斜面,求β需滿足的條件。
x
=
x
0
8
【答案】(1)物體下滑的初速度v0為;
(2)彈簧在最低點O′處的彈性勢能為;
(3)β需滿足的條件為1≤β<17。
3
g
x
0
sinθ
(2)彈簧在最低點O′處的彈性勢能為
27
8
mg
x
0
sinθ
(3)β需滿足的條件為1≤β<17。
【解答】
【點評】
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