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半径R=0.50m的光滑圆环固定在竖直平面内,轻质弹簧的一端固定在环的最高点A处,另一端系一个质量m=0.20kg的小球,小球套在圆环上,已知弹簧的原长为L0=0.50m,劲度系数k=

网友投稿  2022-11-10 00:00:00  互联网

◎ 题目

半径R=0.50 m的光滑圆环固定在竖直平面内,轻质弹簧的一端固定在环的最高点A处,另一端系一个质量m=0.20 kg的小球,小球套在圆环上,已知弹簧的原长为L0=0.50 m,劲度系数k=4.8 N/m,将小球从如图所示的位置由静止开始释放,小球将沿圆环滑动并通过最低点C,在C点时弹簧的弹性势能EPC=0.6 J,g取10 m/s2。求:    
(1)小球经过C点时的速度vc的大小;
(2)小球经过C点时对环的作用力的大小和方向.

◎ 答案

解:(1)设小球经过C点的速度为vc,小球从B到C,据机械能守恒定律得
mg(R+Rcos60°)=EPCmv2c
代入数据求出vc=3 m/s
(2)小球经过C点时受到三个力作用,即重力G、弹簧弹力F、环的作用力FN。设环对小球的作用力方向向上,根据牛顿第二定律F+FN-mg=m
由于F=kx=2.4 N,FN=m+mg-F
解得FN=3.2 N,方向向上
根据牛顿第三定律得出小球对环的作用力大小为3.2 N,方向竖直向下

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“半径R=0.50m的光滑圆环固定在竖直平面内,轻质弹簧的一端固定在环的最高点A处,另一端系一个质量m=0.20kg的小球,小球套在圆环上,已知弹簧的原长为L0=0.50m,劲度系数k=…”主要考查了你对  【向心力】,【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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