如图,粗糙水平地面上有一压缩并锁定的弹簧,弹簧左端固定于竖直墙壁上,右端与一质量为m=0.1kg的小物块A(可视为质点)
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解题思路:(1)小物块沿圆周轨道运动并恰能通过P点,说明在P点小物块受到的重力恰好提供向心力;

(2)整个的过程中重力、摩擦力和弹簧做功,小物块的动能增大.根据动能定理即可求得弹簧做功;

(3)小物块离开P点后做平抛运动,将它的运动安竖直方向和水平方向分解,使用运动学的公式即可求得.

(1)设小物块A到达圆周轨道最高点P时的速度为vp,由题意有:mg=m

v2p

R

解得:vp=2m/s

(2)从解除锁定到物块滑至最高点P的过程中,由动能定理有:W弹−μmgL1−2mgR=

1

2m

v2p

解得:W=1.5J

(3)小球离开P点以v0做平抛,落地的时间为t,

根据:h=2R=

1

2gt2

解得:t=0.4s

L2=v0t

从解除锁定到物块滑至最高点P的过程中,由动能定理有:W弹−μmgL2−2mgR=

1

2m

v20

解得:

v 0=

15−1≈2.87m/sL2=

2

15−2

5≈1.55m

答:(1)小滑块到达P点时的速度大小为2m/s;

(2)弹簧弹力对滑块所做的功为1.5J.

(3)A与M点的距离L2应该取1.55m.

点评:

本题考点: 动能定理的应用;平抛运动.

考点点评: 该题将动能定理与竖直平面内的圆周运动结合起来,运动情景的设置比较经典,使用的公式都是常规的一些公式.该类题目要注意对运动过程的分析.

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