如图所示,半径为R的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上,在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压(小球与弹簧不拴接),处于静止状态。同时释放两个小球,小球a、b与弹

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,半径为R的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上,在桌面上轻
质弹簧被a、b两个小球挤压(小球与弹簧不拴接),处于静止状态。同时释放两个小球,
小球a、b与弹簧在桌面上分离后,a球从B点滑上光滑半圆环轨道最高点A时速度为
。已知小球a质量为m,小球b质量为2m,重力加速度为g。求:
(1)小球a在圆环轨道最高点对轨道的压力;
(2)释放后小球b离开弹簧时的速度的大小;
(3)释放小球前弹簧具有的弹性势能。

◎ 答案

(1)a球对轨道的压力为mg,方向竖直向上(2)
(3)

◎ 解析

(1)设a球通过最高点时受轨道的弹力为N,由牛顿第二定律
    ① (3分) 
将数据代入①式解得:N =" mg" ② (1分)
由牛顿第三定律,a球对轨道的压力为mg,方向竖直向上。 (2分)
(2)设小球a与弹簧分离时的速度大小为,取桌面为零势面,由机械能守恒定律得:
  ③(3分)   
由③式解得  ④
小球a、b从释放到与弹簧分离过程中,总动量守恒
 ⑤(3分)      
由⑤式解得: ⑥(2 分)
(3)弹簧的弹性势能为:  ⑦(2分) 
由⑦式解得: ⑧(2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,半径为R的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上,在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压(小球与弹簧不拴接),处于静止状态。同时释放两个小球,小球a、b与弹…”主要考查了你对  【动量守恒定律】  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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