如图所示,在竖直平面内,半径为L的光滑半圆轨道CD和水平轨道AC在C点相切,D为半圆轨道的最高点。将一轻弹簧水平放置在轨道AC上,弹簧左端固定在A点,右端位于B点,并与质量为m的小物块接触但不连接,此时弹簧处于原长。现将小物块推至E点并由静止释放,小物块向右运动进入半圆轨道,恰能到达D点。已知EB=2L,BC=12L,小物块与水平轨道间的滑动摩擦力大小恒为13mg(g为重力加速度大小),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,小物块可视为质点,弹簧始终在弹性限度内。(弹簧的弹性势能可表示为:Ep=12kx2,k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量),求:
(1)小物块运动到半圆轨道最低点时对轨道的压力;
(2)弹簧的劲度系数;
(3)小物块向右运动过程中的最大动能。
1
2
1
3
1
2
【答案】(1)小物块运动到半圆轨道最低点时对轨道的压力大小为6mg,方向竖直向下;
(2)弹簧的劲度系数为;
(3)小物块向右运动过程中的最大动能为mgL。
(2)弹簧的劲度系数为
5
mg
3
L
(3)小物块向右运动过程中的最大动能为
27
10
【解答】
【点评】
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