光滑的1/4圆弧轨道固定在竖直平面内,与水平轨道CE连接.水平轨道的CD段光滑、DE段粗糙.一根轻质弹簧一端固定在C处的竖直面上,另一端与质量为2m的物块b刚好在D点接触(不连接),弹

问题描述:

光滑的

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圆弧轨道固定在竖直平面内,与水平轨道CE连接.水平轨道的CD段光滑、DE段粗糙.一根轻质弹簧一端固定在C处的竖直面上,另一端与质量为2m的物块b刚好在D点接触(不连接),弹簧处于自然长度.将质量为m的物块a从顶端F点静止释放后,沿圆弧轨道下滑.物块a与物块b第一次碰撞后一起向左压缩弹簧.已知圆弧轨道半径为r,
.
DE
=l,物块a、b与DE段水平物块a第一次经过E点时的动摩擦因数分别为μ1=0.2和μ2=0.4,C,D段水平面光滑,重力加速度为g.物块a、b均可视为质点.求:

(1)物块a第一次经过E点时的速度是多少?
(2)物块a第一次经过E点时对轨道的压力?
(3)弹簧形变过程中,所能获得的最大弹性势能是多少?

(1)物块a由F到E的过程中,由机械能守恒有  mgr=12mv21解得,第一次经过E点时的速度 v1=2gr(2)物块a第一次经过E点时,受重力和支持力,由牛顿第二定律得   N-mg=mv21r解得,N=3mg根据牛顿第三定律...