Question

1．如圖，傾角θ=53°的斜面固定在水平地面上，斜面下端有一擋板M，一輕質彈簧的下端固定在擋板M上，在自然長度下，彈簧的上端在P點處，斜面上P點以上的部分為光滑，P點以下的部分與小物塊間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，一質量m=2.0kg的小物塊從斜面上的Q點由靜止開始下滑，Q點與P點間的距離l=1.0cm，重力加速度g=10m/s²，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：
（1）小物塊第一次運動到P點的速度大�。�
（2）小物塊與彈簧接觸后，彈簧的最大壓縮量為x=0.2m，整個過程中彈簧始終在彈性限度內，則彈簧的最大彈性勢能是多少？

Answer 1

分析 （1）對從Q到P過程運用動能定理列式求解即可；
（2）對從Q到彈簧壓縮量最大的過程，根據(jù)功能關系可求彈簧的最大彈性勢能．

解答 解：（1）對從Q到P過程，根據(jù)動能定理，有：mgsinθ•l=$\frac{1}{2}$mv²
代入數(shù)據(jù)解得：v=$\sqrt{2glsin5{3}^{0}}$=$\sqrt{2×10×0.01×0.8}$=0.4m/s
（2）對從Q到彈簧壓縮量最大的過程，根據(jù)功能關系，有：mgsinθ•（x+l）-μmgcosθ•l-E_P=0
解得：E_P=mgsinθ•（x+l）-μmgcosθ•x=2×10×0.8×（0.01+0.2）-0.5×2×10×0.6×0.2=2.16J
答：（1）物塊A第一次運動到P點的速度大小為0.4m/s；
（2）在彈簧壓縮過程中彈簧具有的最大彈性勢能為2.16J．

點評 本題關鍵靈活選擇過程，多次根據(jù)動能定理和功能關系列式求解，注意重力和彈力做功與路徑無關，摩擦力做功與路徑有關．