如圖所示,將原長為R的輕質彈簧放置在傾角為37°的傾斜軌道AB上,一端固定在A點,另一端與滑塊P(可視為質點,質量可調)接觸但不拴接。AB長為3R,B端與半徑為R的光滑圓弧軌道BCD平滑相連,O點為圓心,D點在O點的正上方,C點與O點等高?;瑝KP與AB間的動摩擦因數μ=0.5。用外力推動滑塊P,每次都將彈簧壓縮至原長的一半,然后放開,P開始沿軌道AB運動。當P的質量為m時恰好能到達圓弧軌道的最高點D。已知重力加速度大小為g,sin37°=0.6、cos37°=0.8,彈簧始終在彈性限度內。求:
(1)滑塊P在D點速度。
(2)求將彈簧壓縮至原長的一半時,彈簧彈性勢能的大小。
(3)當滑塊P的質量調為M(未知)時,滑塊P能滑上圓弧軌道,在位置E(圖上未標出)恰好脫離圓弧軌道,且E、O兩點的連線與OC的夾角為37°,求P的質量M。
【考點】常見力做功與相應的能量轉化;繩球類模型及其臨界條件.
【答案】(1)滑塊P在D點速度為;
(2)將彈簧壓縮至原長的一半時,彈簧彈性勢能的大小為4.8mgR;
(3)P的質量M為m。
g
R
(2)將彈簧壓縮至原長的一半時,彈簧彈性勢能的大小為4.8mgR;
(3)P的質量M為
8
7
【解答】
【點評】
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