如圖所示,水平桌面上有一輕彈簧,左端固定在A點(diǎn),彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)其右端位于B點(diǎn).桌面高為h.質(zhì)量為m的物塊P將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)釋放,物塊P過(guò)B點(diǎn)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),從右邊緣D點(diǎn)飛離桌面后,落到水平地面上的N點(diǎn).若D、N兩點(diǎn)之間的水平距離為s,B、D兩點(diǎn)之間的距離亦為s,物塊P與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度大小為g,物塊P可視為質(zhì)點(diǎn),彈簧在彈性限度內(nèi),不計(jì)空氣阻力,求:
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/f31fbe096b63f6241759c4808444ebf81a4ca329.jpg)
(1)物塊P運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度υ
D的大??;
(2)物塊P過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度υ
B的大小;
(3)若將質(zhì)量為5m的物塊Q(也可視為質(zhì)點(diǎn))將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn),釋放后物塊Q剛好停在B點(diǎn),設(shè)兩物塊均用同種材料制成且表面粗糙程度相同,求B、C兩點(diǎn)之間的距離L.
(1)將物塊P過(guò)D點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)有:
h=
gt
2 s=υ
Dt
得 υ
D=s
(2)物塊P從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得:
-μmgs=
mυ
D2 -
mυ
B2 得 υ
B=
(3)物塊P從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),運(yùn)用動(dòng)能定律得:
W-μmgL=
mυ
B2 -0
物塊Q從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),運(yùn)用動(dòng)能定律得:
W-μ?5mgL=0-0
解得 L=
+
答:(1)物塊P運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度υ
D的大小是s
;
(2)物塊P過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度υ
B的大小是
;
(3)B、C兩點(diǎn)之間的距離L是
+
.