(1)推力做功全部转化为弹簧的弹性势能,则有E=Ek ①
即:25=
×200x21 2
解得x=0.5m. ②
由牛顿运动定律得a=
=kx m
m/s2=50m/s2 ③200×0.5 2
(2)设滑块到达B点时的速度为vB,由能量关系有
W?μmgL=
mvB21 2
解得vB2=21m2/s2 ④
对滑块,由牛顿定律得FN?mg=m
⑤vB2 R
FN=mg+m
=20+2×vB2 R
N=62N.⑥21 1
由牛顿第三定律可知,滑块对B点的压力62N ⑦
(3)设滑块能够到达C点,且具有速度vc,由功能关系得
W?μmgL?mgR=
mvc2 ⑧代入数据解得1 2
vc=1m/s ⑨
故滑块能够越过C点
从滑块离开C点到再次回到C点过程中,物体做匀变速运动,以向下为正方向,有
vc=-vc+gt ⑩
解得t=
=2vc
g
s=0.2s 2 10
答:(1)推力撤去瞬间,滑块的加速度为50m/s2.
(2)滑块第一次滑动圆弧轨道最低点对B点的压力为62N.
(3)滑块能够越过C点,滑块离开C点再次回到C点的时间为0.2s.