如图,在倾角为37°的斜面上,一劲度系数k=1000N/m的轻弹簧一端固定在A点,自然状态时另一端位于B点。斜面上方有一半径R=0.1m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道与斜面相切于C处,圆弧轨道的最高点为D。将质量为M=1.5kg的物块乙轻放在弹簧上端(不栓接)。另一个质量为m=0.5kg的物块甲以初速度v0沿斜面向下运动,到达B点后两物块相碰并粘连在一起,之后整体向下压缩弹簧至P点后弹回,恰好能通过圆轨道的最高点D,已知CB间的距离为x1=0.5m,BP间的距离为x2=0.2m。两物块均可视为质点,物块乙与斜面间的动摩擦因数为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。求:
(1)物块甲与斜面间的动摩擦因数μ1;
(2)物块甲的初速度v0(结果可用根号形式表示);
(3)若物块甲到达B点后两物块相碰共速但不粘连,试求两物块被弹回时分离的位置距P点的距离。
3
4
1
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)物块甲与斜面间的动摩擦因数μ1为;
(2)物块甲的初速度v0为m/s;
(3)两物块被弹回时分离的位置距P点的距离为0.194m。
1
4
(2)物块甲的初速度v0为
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215
5
(3)两物块被弹回时分离的位置距P点的距离为0.194m。
【解答】
【点评】
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