如图所示,在高h1=1.2m的光滑水平台面上,质量m=1kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住,储存了一定量的弹性势能Ep,
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解题思路:(1)首先要清楚物块的运动过程,A到B的过程为平抛运动,已知高度运用平抛运动的规律求出时间.

(2)知道运动过程中能量的转化,弹簧的弹性势能转化给物块的动能,根据能量守恒求出弹簧储存的弹性势能.

(3)从A点到最后停在轨道CD上的某点p,物块的动能和重力势能转化给摩擦力做功产生的内能.根据能量守恒列出能量等式解决问题.由于p点的位置不确定,要考虑物块可能的滑过的路程.

解;(1)小物块由A运动到B的过程中做平抛运动,在竖直方向上根据自由落体运动规律可知,

小物块由A运动到B的时间为:t=

2(h1−h2)

g=

2×(1.2−0.6)

10=

3

5s.

(2)根据图中几何关系可知:h2=h1(1-cos∠BOC),

解得:∠BOC=60°

根据平抛运动规律有:tan60°=[gt

v1

解得:v1=

gt/tan60°=

10×

3

5

3=2m/s.

根据能的转化与守恒可知,原来压缩的弹簧储存的弹性势能为:

Ep=

1

2mv12=

1

2×1×4J=2J.

(3)依据题意知,①μ的最大值对应的是物块撞墙前瞬间的速度趋于零,根据能量关系有:

mgh1+Ep>μmgL

代入数据解得:μ<

1

2].

②对于μ的最小值求解,首先应判断物块第一次碰墙后反弹,能否沿圆轨道滑离B点,设物块碰前在D处的速度为v2

由能量关系有:mgh1+Ep=μmgL+

1

2mv22

第一次碰墙后返回至C处的动能为:EkC=

1

8mv22−μmgL

可知即使μ=0,有

1

2mv22=14J

1

8mv22=3.5J<mgh2=6J,小物块不可能返滑至B点.

故μ的最小值对应着物块撞后回到圆轨道最高某处,又下滑经C恰好至D点停止,

因此有:

1

8mv22≤2μmgL

联立解得:μ≥[1/18];

综上可知满足题目条件的动摩擦因数μ值:[1/18≤μ<

1

2].

答:(1)小物块由A到B的运动时间是

3

5s.

(2)压缩的弹簧在被锁扣K锁住时所储存的弹性势能Ep是2J.

(3)μ的取值范围:[1/18≤μ<

1

2].

点评:

本题考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力.

考点点评: 做物理问题应该先清楚研究对象的运动过程,根据运动性质利用物理规律解决问题.关于能量守恒的应用,要清楚物体运动过程中能量的转化.