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如图所示,在倾角为37°的斜面上放置一质量为m的物块B,物块B的下端连接一轻质弹簧,弹簧下端与挡板相连接,物块B平衡时,弹簧的压缩量为x0,O点为弹簧的原长位置。在斜面顶端再连接一光滑的半径R=0.6x0的半圆轨道,半圆轨道与斜面相切于P点。在斜面顶端有一质量也为m的物块A,与物块B相距4x0,现让A从静止开始沿斜面下滑,A、B相碰后立即一起沿斜面向下运动,但不粘连,它们到达最低点后又一起向上运动,并恰好回到O点(A、B均可视为质点)。已知斜面OP部分粗糙,且A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.25,其余部分光滑。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g。
(1)求物块A、B相碰后瞬间的共同速度大小;
(2)求物块A、B相碰前弹簧具有的弹性势能;
(3)若让物块A以某一初速度从P点沿半圆轨道上滑,恰好能通过最高点后落在斜面上,求A的落点到P点的距离;
(4)若让物块A以某一初速度v自P点沿斜面下滑,与物块B碰后返回到P点还具有向上的速度,则v为多大时物块A恰能通过半圆轨道的最高点?A、B分离瞬间,B物块即被锁定。

【答案】(1)物块A、B相碰后瞬间的共同速度大小:
3
.
6
g
x
0

(2)物块A、B相碰前弹簧具有的弹性势能为0.3mgx0
(3)A的落点到P点的距离为2.49x0
(4)v为
5
.
5
g
x
0
时物块A恰能通过半圆轨道的最高点。
【解答】
【点评】
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