15.如图所示,固定在水平地面上的工件,由AB和BD两部分组成。其中AB部分为光滑的圆弧,∠AOB=37°,圆弧的半径R=0.5 m,圆心O点在B点正上方,BD部分水平,长度为l=0.2 m,C为BD的中点。现有一质量m=1 kg的物块(可视为质点),从A端由静止释放,恰好能运动到D点。为使物块运动到C点时速度为零,可先将BD部分以B为轴向上转动一锐角θ,求:
(1)该锐角θ应为多大?(假设物块经过B点时没有能量损失);
(2)物块在BD板上运动的总路程。(g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
17.如图所示,质量为m的小球(可视为质点)套在倾斜放置的固定光滑杆上,杆与竖直墙面之间的夹角为30°。一根轻质弹簧一端固定于O点,另一端写小球相连,弹簧与杆在同一竖直平面内,将小球沿杆拉到弹簧水平位置,此时弹簧弹力为mg,小球由静止释放后沿杆下滑,当弹簧到达竖直位置时,小球的速度恰好为零,此时小球下降的竖直高度为h。全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内。对于小球的下滑过程,下列说法正确的是( )
12.如图所示,在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A,若将小球A从弹簧原长位置由静止释放,小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为2m的小球B,仍从弹簧原长位置由静止释放,则小球B下降h时的速度为(重力加速度为g,不计空气阻力)( )
16.如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,圆环与一橡皮绳相连,橡皮绳的另一端固定在地面上的A点,橡皮绳竖直时处于原长h. 让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零.则在圆环下滑过程中( )
(1)
(1)设BD段长度为l,动摩擦因数为,当BD水平时,研究物块的运动,根据动能定理
从A到D的过程中
代入数据联立解得
当BD抬起一个锐角时,从A到C的过程中,根据动能定理
其中
联立解得
(2)物块在C处速度减为零后,由于> 物块将会下滑,而AB段光滑,故物块将做往复运动,直到停止在B点。
根据能量守恒定律
而摩擦产生的热量
代入数据解得,物块在BD板上的总路程 s=0.25 m
本题考查了动能定理、能量守恒定律及产生的热量与克服摩擦力做的功之间的关系。
可通过动能定理、能量守恒定律等加以解决。
(2)中可能会出现分析不清物块的运动情况,从而不能正确应用能量守恒定律;