如图是检验某种防护罩承受冲击能力的装置,M为半径R=1.6m、固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道,A、B分别是轨道的最低点和最高点;N为防护罩,它是一个竖直固定的1/4圆弧,其

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图是检验某种防护罩承受冲击能力的装置,M为半径R=1.6m、固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道,A、B分别是轨道的最低点和最高点;N为防护罩,它是一个竖直固定的1/4圆弧,其半径,圆心位于B点。在A放置水平向左的弹簧枪,可向M轨道发射速度不同的质量均为m=0.01kg的小钢珠,弹簧枪可将弹性势能完全转化为小钢珠的动能。假设某次发射的小钢珠沿轨道恰好能经过B点,水平飞出后落到N的某一点上,取g=10m/s2。求:

(1)钢珠在B点的速度;
(2)发射该钢珠前,弹簧的弹性势能Ep;
(3)钢珠从M圆弧轨道B点飞出至落到圆弧N上所用的时间。

◎ 答案

(1)(2)   (3)

◎ 解析

(1)在B处对小钢珠进行受力分析,由牛顿第二定律(3分)
得:(1分)
(2)从发射钢珠到上升到B点过程,
由机械能守恒定律(4分)
(1分)
(3)钢珠做平抛运动由;(1分)
(1分);
(1分)
联立解得(2分)
本题考查圆周运动和机械能守恒定律,刚好通过B点的临界条件是只有重力提供向心力,由此可求得B点速度大小,从发射钢珠到上升到B点过程,小球只有重力做功,机械能守恒,到达B点时弹簧弹性势能转化为小球的动能和重力势能

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图是检验某种防护罩承受冲击能力的装置,M为半径R=1.6m、固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道,A、B分别是轨道的最低点和最高点;N为防护罩,它是一个竖直固定的1/4圆弧,其…”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。

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