如圖所示,水准案頭上有一輕彈簧,左端固定在A點,彈簧處於自然狀態時其右端位於B點.案頭高為h.質量為m的物塊P將彈簧緩慢壓縮到C點釋放,物塊P過B點後做勻减速直線運動,從右邊緣D點飛離案頭後,落到水准地面上的N點.若D、N兩點之間的水准距離為s,B、D兩點之間的距離亦為s,物塊P與案頭之間的動摩擦因數為μ,重力加速度大小為g,物塊P可視為質點,彈簧在彈性限度內,不計空氣阻力,求:(1)物塊P運動到D點時速度υD的大小;(2)物塊P過B點時的速度υB的大小;(3)若將質量為5m的物塊Q(也可視為質點)將彈簧緩慢壓縮到C點,釋放後物塊Q剛好停在B點,設兩物塊均用同種資料製成且表面粗糙程度相同,求B、C兩點之間的距離L.

如圖所示,水准案頭上有一輕彈簧,左端固定在A點,彈簧處於自然狀態時其右端位於B點.案頭高為h.質量為m的物塊P將彈簧緩慢壓縮到C點釋放,物塊P過B點後做勻减速直線運動,從右邊緣D點飛離案頭後,落到水准地面上的N點.若D、N兩點之間的水准距離為s,B、D兩點之間的距離亦為s,物塊P與案頭之間的動摩擦因數為μ,重力加速度大小為g,物塊P可視為質點,彈簧在彈性限度內,不計空氣阻力,求:(1)物塊P運動到D點時速度υD的大小;(2)物塊P過B點時的速度υB的大小;(3)若將質量為5m的物塊Q(也可視為質點)將彈簧緩慢壓縮到C點,釋放後物塊Q剛好停在B點,設兩物塊均用同種資料製成且表面粗糙程度相同,求B、C兩點之間的距離L.

(1)將物塊P過D點後做平拋運動有:h=12gt2 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;s=υDt ; ; ; ; ; ; ; ; ;& nbsp; ; ; ; ; ; ; ; ;得 ; ; ; ;υD=sg2h ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;(2)物塊P從B點運動到D點的過程中,由動能定理得:-μmgs=12mυD2 -12mυB2 ; ; ;得 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;υB=2μgs+gs22h  ; ; ; ; ; ; ; ; ;(3)物塊P從C點運動到B點,運用動能定律得: ;W-μmgL=12mυB2 -0 ; ; ; ; ; ; ;物塊Q從C點運動到B點,運用動能定律得: ;W-μ•5mgL=0-0 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;解得 ;& nbsp; ; ; ; ; ; ;L=s4+s216μh答:(1)物塊P運動到D點時速度υD的大小是sg2h;(2)物塊P過B點時的速度υB的大小是2μgs+gs22h;(3)B、C兩點之間的距離L是s4+s216μh.