如图所示,物体B与固定挡板A之间有一根被压缩锁定的轻弹簧,静止在固定的光滑水平轨道ab上,bc为半径为R=0.1m的半圆形光滑轨道,长为L=0.4m的传送带顺时针转动速度为v=2m/s,忽略传送带的d端与轨道c点之间的缝隙宽度,物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5。已知物体B可以看成质点,质量为m=1kg,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)解除弹簧锁定后,物体B获得多大速度,才能刚好通过圆轨道的c点;
(2)解除弹簧锁定前弹簧弹性势能为多少恰能使物体B刚好能运动到传送带的e端?在此条件下物体B在c处对轨道的压力大小?
(3)试讨论物体B在皮带de上的整个运动过程中所受摩擦力做的功与弹簧锁定前弹簧弹性势能Ep的关系。
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【答案】(1)解除弹簧锁定后,物体B获得m/s的速度,才能刚好通过圆轨道的C点;
(2)解除弹簧锁定前弹簧弹性势能为4J恰能使物体B刚好能运动到传送带的e端。在此条件下物体B在C处对轨道的压力大小为30N。
(3)①当0<Ep<2.5J或2.5J≤Ep≤3J时,W=0;②当3J<Ep≤4J时,W=3-Ep;③当Ep>4J时,W=-2J。
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(2)解除弹簧锁定前弹簧弹性势能为4J恰能使物体B刚好能运动到传送带的e端。在此条件下物体B在C处对轨道的压力大小为30N。
(3)①当0<Ep<2.5J或2.5J≤Ep≤3J时,W=0;②当3J<Ep≤4J时,W=3-Ep;③当Ep>4J时,W=-2J。
【解答】
【点评】
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