F合=mgsinθ-μmgcosθ
由牛頓第二定律得:
a=
F合 |
m |
由運(yùn)動(dòng)學(xué)方程得:
L=
1 |
2 |
故:t=
|
(2)當(dāng)小球從P點(diǎn)無初速滑下時(shí),彈簧被壓縮至x處有最大速度,則有:
mgsinθ=μmgcosθ+kx
解得:x=0.017m
對(duì)于小球從最高點(diǎn)到速度最大位置,由動(dòng)能定理得:
mgsinθ(l+x)-μmgcosθ(l+x)-W彈=
1 |
2 |
mv | 2m |
而,W彈=
1 |
2 |
整理得:
v | 2m |
代入數(shù)據(jù)得:vm=2m/s
(3)設(shè)小球從P點(diǎn)壓縮彈簧至最低點(diǎn),彈簧的壓縮量為x1,由動(dòng)能定理
mgsinθ(l+x1)-μmgcosθ(l+x1)-
1 |
2 |
kx | 21 |
1 | ||
|
mv | 20 |
從最低點(diǎn)經(jīng)過彈簧原長Q點(diǎn)回到P點(diǎn)的速度為0,則有:
1 | ||
|
kx | 21 |
解得:x1=0.5m
v0≈5m/s
答:(1)木塊從開始下滑到與彈簧自由端相碰所經(jīng)歷的時(shí)間1s
(2)木塊運(yùn)動(dòng)過程中達(dá)到的最大速度2m/s
(3)若使木塊在P點(diǎn)以初速度v0下滑后又恰好回到P點(diǎn),v0需達(dá)到5m/s