如图所示,半径为R的光滑半圆形轨道ABC在竖直平面内,与水平轨道CD相切于C点,D端有一被锁定的轻质压缩弹簧,弹簧左端连接在固定的挡板上,弹簧右端Q到C点的距离为2R。质量为m可视为质点的滑块从轨道上的P点由静止滑下,刚好能运动到Q点,并能触发弹簧解除锁定,然后滑块被弹回且刚好能通过圆轨道的最高点A,已知∠POC=60°。
(1)求滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对轨道的压力。
(2)求滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ。
(3)求弹簧被锁定时具有的弹性势能。
(4)若滑块被弹回时,滑块不脱离轨道,则弹簧被锁定时具有的弹性势能应满足什么条件?
【答案】(1)滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对轨道的压力为2mg,方向竖直向下;
(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ为0.25;
(3)弹簧被锁定时具有的弹性势能为3mgR;
(4)弹簧被锁定时具有的弹性势能应满足:Ep≥3mgR或Ep≤1.5mgR。
(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ为0.25;
(3)弹簧被锁定时具有的弹性势能为3mgR;
(4)弹簧被锁定时具有的弹性势能应满足:Ep≥3mgR或Ep≤1.5mgR。
【解答】
【点评】
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