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如图所示,固定斜面的倾角θ30°,物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ=,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点.用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体AB,滑轮右侧绳子与斜面平行,A的质量为2mB的质量为m,初始时物体AC点的距离为L.现给AB一初速度v0使A开始沿斜面向下运动,B向上运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点.已知重力加速度为g,不计空气阻力,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,求此过程中:

(1)物体A向下运动刚到C点时的速度;

(2)弹簧的最大压缩量;

(3)弹簧中的最大弹性势能.

 

 

 

答案

 (1)A和斜面间的滑动摩擦力f2μmgcosθ,物体A向下运动到C点的过程中,  

           根据能量关系有:2mgLsinθ·3mv02·3mv2mgLfL     

      v=.

        (2)从物体A接触弹簧,将弹簧压缩到最短后又恰回到C点,对系统应用动能定理,

       f·2x0×3mv2        x=.

        (3)弹簧从压缩最短到恰好能弹到C点的过程中,对系统根据能量关系有

     Epmgx2mgxsinθfx                   因为mgx2mgxsinθ

      所以Epfxmv02μmgL=mv02μmgL.

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