（14分）如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=0.5m的圆环，M

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（14分）如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=0.5m的圆环，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离h=2.4m。用质量m₁=1.0kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，物块与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.4，CB=0.5m，BD=2.5m，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。现用同种材料、质量为m₂=0.1kg的物块仍将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块从桌面右端D飞离后，由P点沿切线落入圆轨道(g=10m/s²)。求：
（1）物块m₂飞离桌面的速度大小
（2）物块m₂在圆轨道P点时对轨道的压力大小
（3）物块m₂的落地点与M点间的距离

答案

（1）

（2）

(3)

解析

（1）

…1分，

…1分

…1分
（2）由D到P: 平抛运动

…1分,

…1分，且v_P="8" m/s …1分，
OP与MN夹角θ=60⁰…1分。
在P点：

…1分 ,F_P=13.3N…1分，
由牛顿第三定律，得：m₂对轨道的压力大小为:

…1分。
（3）由P到M:

…1分，

…2分
本题考查功能关系的应用，根据放的第一个物体运动到B点速度减小到零，由能量守恒可判断弹簧的弹性势能完全用于克服阻力做功，放第二个物体后，弹性势能转化为物体的动能和克服阻力做功，由能量守恒可求得到达D点时的速度，即为平抛运动的初速度，根据平抛运动中竖直方向的自由落体可求得落在P点时竖直分速度大小，由速度的合成与三角函数关系可求得落在P点时的速度方向，在P点由沿着半径方向的合力提供向心力可求得支持力大小，由P点到M点，只有重力做功，找到初末状态由动能定理可求得M点速度大小，再由平抛运动规律求得物块m₂的落地点与M点间的距离

举一反三

如图，实线为电场线，虚线为等势面且相邻两等势面的电势差相等，一正电荷在等势面U₃上时具有动能20 J，它运动到等势面U₁上时，速度恰好为零，令U₂＝0，那么，当该电荷的电势能为4 J时，其动能大小为________J.

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光电计时器的实验简易示意图如下，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，光滑水平导轨MN上放两相同小物块A、B，右端N外与水平传送带理想连接，今将效果好、宽度为d=3.6×10^-3m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上，且高出物块，并使高出物块部分在通过光电门时挡光。传送带水平部分长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速传动。物块A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，质量m_A= m_B=1kg。开始时在A、B间压缩一轻弹簧P，锁定其处于静止状态，现解除锁定，弹开A、B，迅速移去轻弹簧，两物块第一次通过光电门，计时器显示读数均为t=9.0×10^-4s。取g=10m/s²,试求：