如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物块(可视为质点)将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 匀速圆周运动/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物块(可视为质点)将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点.试求:
(1)弹簧开始时的弹性势能;
(2)物块从B点运动至C点克服阻力做的功.
魔方格

◎ 答案

(1)物块在B点时,由牛顿第二定律得:FN-mg=m
v2B
R

由题意:FN=7mg
物体经过B点的动能:EKB=
1
2
m
v2B
=3mgR
     
在物体从A点至B点的过程中,根据机械能守恒定律,弹簧的弹性势能:Ep=EkB=3mgR.
(2)物体到达C点仅受重力mg,根据牛顿第二定律有:mg=m
v2C
R
EKC=
1
2
m
v2C
=
1
2
mgR

物体从B点到C点只有重力和阻力做功,根据动能定理有:W-mg?2R=EkC-EkB
解得:W=-0.5mgR
所以物体从B点运动至C点克服阻力做的功为:W=0.5mgR.
答:(1)弹簧开始时的弹性势能3mgR  (2)块从B点运动至C点克服阻力做的功0.5mgR.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物块(可视为质点)将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱…”主要考查了你对  【匀速圆周运动】,【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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