• 试题 ID 39926


如图所示,一轻质弹簧一端固定在坚直墙上,另一端与质量为 $m_1=2 \mathrm{~kg}$ 的物块 $A$ 相连,弹簧的劲度系数为 $k=100 \mathrm{~N} / \mathrm{m}$ .初始时,物块 $A$ 静止在粗糙水平面的 $O_1$ 点,物块 $A$ 与水平面之间的动摩擦因数为 $\mu=0.5$ ,弹簧处于原长.光滑的、半径为 $R=2.4 \mathrm{~m}$ 的四分之一圆弧体 $B$ 质量为 $m_2=1.5 \mathrm{~kg}$ 静止在水平面上,弧面的最低点刚好与水平面相切,与 $O_1$ 相距足够远.质量为 $m_3=0.5 \mathrm{~kg}$ 的物块 $C$ 锁定在圆弧面的最高点。现用一水平向左的推力 $F$ 将物块 $A$ 缓慢向左推动距离为 $x=0.5 \mathrm{~m}$ 到达 $O_2$ 时,撤去推力,同时解除锁定,将物块 $C$ 由静止释放,物块 $C$ 与物块 $A$ 发生的碰撞为弹性碰撞。不计物块 $C$ 的大小,忽略物块 $C$ 与圆弧体和水平面之间的摩擦力,水平面足够长,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度 $g$ 取 $10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^2$ ,可能用到的物理公式有:弹簧的弹性势能 $E_{\mathrm{P}}=\frac{1}{2} k x^2$ ,其中 $x$ 为弹簧的形变量;弹簧振子做简谐运动的周期 $T=2 \pi \sqrt{\frac{m}{k}}$ ,求:

(1)在物块从 $O_1$ 缓慢向左运动到 $O_2$ 的过程中,水平推力做的功;
(2)圆弧体 $B$ 的最终速度大小;
(3)物块 $A$ 从开始运动到最终静止的过程中,物块 $A$ 和水平面之间摩擦产生的热量(结果要求保留一位小数)。
A
B
C
D
E
F
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