如图所示,倾角为θ=37°的斜面体ABC固定在水平地面上。弹簧一端与斜面底部的挡板连接,另一端自由伸长到D点,将质量为M=2kg的物块乙轻放在弹簧上端,不栓接。质量为m=1kg的物块甲以初速度v0=10m/s沿斜面向下运动,到达D点后两物块相碰并粘连在一起,之后整体向下压缩弹簧至F点(F点图中未画出)后弹回,到E点时速度减为0,已知AD间的距离为s1=112m,DE间的距离为s2=516m。两物块均可视为质点,物块甲、乙与斜面间的动摩擦因数分别为μ1=14,μ2=34,弹簧弹性势能表达式为Ep=12kx2,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量。重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求物块甲到达D点时的速度;
(2)求F点与D点间的距离以及弹簧压缩至F点时弹性势能;
(3)若物块甲到达D点后两物块相碰不粘连,试求:
①两物块分离的位置距F点的距离;
②两物块分离时到物块再次相撞经历的时间(可用根号形式表示结果)。
s
1
=
11
2
m
s
2
=
5
16
m
μ
1
=
1
4
μ
2
=
3
4
E
p
=
1
2
k
x
2
【考点】动量守恒定律在含有弹簧的碰撞问题中的应用.
【答案】(1)物块甲到达D点时的速度为12m/s;
(2)F点与D点间的距离为0.5m,弹簧压缩至F点时弹性势能为 26J;
(3)若物块甲到达D点后两物块相碰不粘连,①两物块分离的位置距F点的距离为m;
②两物块分离时到物块再次相撞经历的时间为=s。
(2)F点与D点间的距离为0.5m,弹簧压缩至F点时弹性势能为 26J;
(3)若物块甲到达D点后两物块相碰不粘连,①两物块分离的位置距F点的距离为
6
13
②两物块分离时到物块再次相撞经历的时间为=
3
26
+
23
312
【解答】
【点评】
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