如图所示,水平轨道左端固定一轻弹簧,弹簧右端可自由伸长到O点,水平轨道右端与一光滑竖直半圆轨道相连,半圆轨道半径R=0.5m,半圆轨道最低点为C,最高点为D。在水平轨道最右端放置小物块N,将小物块A靠在弹簧上并压缩到P点,由静止释放,之后与N发生弹性正碰,碰后N恰能通过圆轨道最高点D。已知两物块与水平轨道间的动摩擦因数均为μ=0.5,A的质量为m=2kg,N的质量为M=4kg,物块A、N可视为质点,OP=0.5m,OC=1.5m,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)N刚进入半圆轨道时对轨道的压力;
(2)将弹簧压缩到P点时弹簧具有的弹性势能;
(3)若将A与弹簧拴接,将物块N靠在A上,压缩弹簧到P点后由静止释放,求N最终停在什么位置?
【答案】(1)N刚进入半圆轨道时对轨道的压力为240N,方向竖直向下;
(2)将弹簧压缩到P点时弹簧具有的弹性势能为76.25J;
(3)N最终停在C点左侧0.54m处。
(2)将弹簧压缩到P点时弹簧具有的弹性势能为76.25J;
(3)N最终停在C点左侧0.54m处。
【解答】
【点评】
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