解答题 较难0.4 引用1 组卷450
如图甲所示,轻质弹簧原长为
,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为
的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为
。如图乙所示,将该轻质弹簧一端固定在倾角为37℃的固定直轨道AC的底端A点,弹簧处于自然状态时另一端位于直轨道上C点,把质量为
的小物块放置在弹簧上(不栓接),在外力作用下小物块静止于D点,此时轻弹簧长度也为
。直轨道上端与一半径为R的光滑圆弧轨道BP相切于B点,O点为圆弧轨道的圆心,P点为圆弧轨道的最高点,BP弧对应的圆心角为143°,A、B、C、D、P均在同一竖直面内。已知直轨道AC光滑,小物块与直轨道BC间的动摩擦因数
,
,
,重力加速度为g。
(1)在图甲所示的过程中,弹簧被压缩到最短时,弹簧具有的弹性势能为多大?
(2)撤去外力,小物块第一次到达C点的速度为多大?
(3)若仅将小物块的质量改为
,在外力作用下压缩轻弹簧至D点使其长度仍为R,再撤去外力,小物块由静止释放,经过C点后恰能到达P点,求B、C两点间的距离;
(4)保持(3)中B、C两点间的距离不变,仅改变小物块的质量,将小物块在外力作用下压缩轻弹簧至D点使其长度仍为R,再撤去外力,小物块由静止释放,自圆弧轨道的最高点P处水平飞出后,恰好通过G点。G点在B点左上方,与B点水平相距
、竖直相距
,求改变后小物块的质量。
(1)在图甲所示的过程中,弹簧被压缩到最短时,弹簧具有的弹性势能为多大?
(2)撤去外力,小物块第一次到达C点的速度为多大?
(3)若仅将小物块的质量改为
(4)保持(3)中B、C两点间的距离不变,仅改变小物块的质量,将小物块在外力作用下压缩轻弹簧至D点使其长度仍为R,再撤去外力,小物块由静止释放,自圆弧轨道的最高点P处水平飞出后,恰好通过G点。G点在B点左上方,与B点水平相距
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22-23高一下·山东淄博·期末
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