如图所示,水平轨道上,轻弹簧左端固定,自然状态时右端位于P点
如图所示,水平轨道上,轻弹簧左端固定,自然状态时右端位于P点。现用一质量m=0.1kg的小物块(视为质点)将弹簧压缩厣释放,物块经过P点时的速度v0=18m/s,经过水平轨道右端Q点后恰好沿半圆轨道的切线进入竖直固定的光滑圆轨道,最后滑上质量M=0.9kg的长木板(木板足够长,物块滑上去不会从木板上掉下来)。已知PQ向的距离l=1m,竖直半圆轨道的半径R=1m,物块与水平轨道间的动摩擦函数μ1=0.15,与木板间的动摩擦因数μ2=O.2,木板
与水平地面间的动摩擦因数μ3=0.01,取重力速度ξ=10m/s2。
(1)判断物块经过Q点后能否沿圆周轨道运动;
(2)求木板滑行的最大距离x。

(18分)解:(1)物块在PQ上运动的加速度
(1分)
进入圆周轨道时的速度v满足

得
设物块进入半圆轨道后能沿圆周运动,此时圆周轨道对物块的压力为FN,
根据牛顿定律,有
(2分)
(1分)
故物块能沿圆周运动(1分)
(2)物块滑上木板时的速度v1满足
(2分)
得
(1分)
物块滑上木板时的加速度
(1分)
木板的加速度a3满足
(3分)
(1分)
物块和木板能够达到的共同速度所用时间t满足

t=9s (1分)
木板的位移
(1分)
它们的共同速度
(1分)
物块和木板一起减的加速度
,它们减速运动的位移
(1分)
(1分)
