1.(2019·辽宁葫芦岛市第一次模拟)已知弹簧所储存的弹性势能与其形变量的平方成正比.如图所示

 1.(2019·辽宁葫芦岛市第一次模拟)已知弹簧所储存的弹性势能与其形变量的平方成正比.如图所示,一轻弹簧左端固定在粗糙的水平轨道M点的竖直挡板上,弹簧处于自然状态时右端位于O点,轨道的MN段与竖直光滑半圆轨道相切于N点.ON长为L=1.9 m,半圆轨道半径R=0.6 m,现将质量为m的小物块放于O点并用力缓慢向左压缩x时释放,小物块刚好能到达N点;若向左缓慢压缩2x时释放,小物块刚好能通过B点,小物块与水平轨道之间的动摩擦因数μ=0.25.重力加速度取10 m/s2.小物块看成质点,弹簧始终处于弹性限度内,求:(结果可用根号表示)

 

(1)小物块刚好能通过B点时的速度大小;
(2)弹簧的压缩量x.
答案 (1) m/s (2)0.15 m
解析 (1)设小物块刚好通过B点时速度为v,只有重力充当向心力mgm
解得v m/s
(2)压缩x时,弹簧的弹性势能Ep1=kx2,k为比例系数
滑动摩擦力Ff=μFN
FN=mg
由能量守恒得Ep1-Ff·(xL)=0
压缩2x时,弹簧的弹性势能Ep2=k(2x)2
由能量守恒Ep2-Ff·(2xL)=mg·2Rmv2
联立解得x=0.15 m.

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