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高中物理
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综合题
1.
(2019高一下·广州期末)
如图所示,竖直平面内的直角坐标系xOy中有一根表面粗糙的粗细均匀的细杆OMN,它的上端固定在坐标原点O处且与x轴相切.OM和MN段分别为弯曲杆和直杆,它们相切于M点,OM段所对应的曲线方程为
.一根套在直杆MN上的轻弹簧下端固定在N点,其原长比杆MN的长度短.可视为质点的开孔小球(孔的直径略大于杆的直径)套在细杆上.现将小球从O处以v
0
=3m/s的初速度沿x轴的正方向抛出,过M点后沿杆MN运动压缩弹簧,再经弹簧反弹后恰好到达M点.已知小球的质量0.1kg,M点的纵坐标为0.8m,小球与杆间的动摩擦因数μ=
,g取10m/s
2
.求:
(1) 上述整个过程中摩擦力对小球所做的功W
f
;
(2) 小球初次运动至M点时的速度v
M
的大小和方向;
(3) 轻质弹簧被压缩至最短时的弹性势能E
pm
.
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