Question

如圖所示，桌面上有一輕質(zhì)彈簧，左端固定在A點(diǎn)，自然狀態(tài)時(shí)其右端B點(diǎn)位于桌面右側(cè)邊緣。水平桌面右側(cè)有一豎直放置、半徑R=0.3m的光滑半圓軌道MNP，桌面與軌道相切于M點(diǎn)。在以MP為直徑的右側(cè)和水平半徑ON的下方部分有水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)的大小�，F(xiàn)用質(zhì)量m₀=0.4kg的小物塊a將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)，釋放后彈簧恢復(fù)原長時(shí)物塊恰停止在B點(diǎn)。用同種材料、質(zhì)量為m=0.2kg、帶+q的絕緣小物塊b將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)，釋放后，小物塊b離開桌面由M點(diǎn)沿半圓軌道運(yùn)動(dòng)，恰好能通過軌道的最高點(diǎn)P。（取g= 10m/s²）求：

（1）小物塊b經(jīng)過桌面右側(cè)邊緣B點(diǎn)時(shí)的速度大�。�

（2）釋放后，小物塊b在運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功；

（3）小物塊b在半圓軌道運(yùn)動(dòng)中最大速度的大小。

 

Answer 1

【答案】

（1）  3m/s  （2） 0.9J  （3） m/s

【解析】

試題分析：（1） 在P點(diǎn)，

由B到P由動(dòng)能定理：

解得：v_B=3m/s

（2）由C到B，對物塊a由能量守恒定律得，

由C到B，對物塊b由能量守恒定律得,

摩擦力做功

解得 W_f=0.9J

（3）物塊b與圓心連線與豎直方向的夾角為45⁰位置時(shí)（設(shè)為D），速度最大,B→D，由動(dòng)能定理得

解得，m/s

考點(diǎn)：動(dòng)能定理；能量守恒定律及牛頓定律的應(yīng)用。