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机械能守恒定律
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如图甲所示,水平直线导轨AB与竖直面内半径为R的半圆形导轨BC均光滑,在B点相切连接。弹簧被一个质量为m的小球压缩至A点,具有的弹性势能为Ep。现将小球由静止释放,在脱离弹
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图甲所示,水平直线导轨AB与竖直面内半径为R的半圆形导轨BC均光滑,在B点相切连接。弹簧被一个质量为m的小球压缩至A点,具有的弹性势能为Ep。现将小球由静止释放,在脱离弹簧后沿水平导轨进入半圆形导轨运动。现用力传感器测出经过C点时小球对轨道的压力F
N
,改变Ep的大小,可测出相应的F
N
的大小,F
N
随Ep的变化关系如图乙所示,试求:(取g=10 m/s
2
)
(1)小球的质量m和导轨半径R;
(2)说明乙图中P点所代表的物理意义,并求出P点的横坐标。
◎ 答案
解:(1)设小球在最高点C时的速度为v
C
,受到的支持力大小为F
由牛顿第二定律得:mg士F=
由机械能守恒定律得:Ep=mg·2R+
联立解得:F=±(
-5mg)
由牛顿第三定律得小球对轨道的压力F
N
大小为:FN=F=
-5mg ①
或F
N
=F=-(
-5mg) ②
由图象截距可知:5mg=10
将Q点坐标代入①式得:6=
×1.2-5mg
联立解得:m=0.2 kg,R=0.15 m
(2)P点对应于小球对轨道的压力为零,仅有重力提供向心力
在①或②式中,令F
N
=0,解得:Ep=0.75 J
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图甲所示,水平直线导轨AB与竖直面内半径为R的半圆形导轨BC均光滑,在B点相切连接。弹簧被一个质量为m的小球压缩至A点,具有的弹性势能为Ep。现将小球由静止释放,在脱离弹…”主要考查了你对 【机械能守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/367504.html
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