一个质量m=0.2kg的小球系于轻质弹簧的一端,且套在光滑竖立的圆环上,弹簧的上端固定于环的最高点A,环的半径R=0.5m,弹簧的原长l0=0.5m,劲度系数为4.8N/m,如图所示.若

◎ 题目

一个质量m=0.2 kg的小球系于轻质弹簧的一端,且套在光滑竖立的圆环上,弹簧的上端固定于环的最高点A,环的半径R=0.5 m,弹簧的原长l0=0.5 m,劲度系数为4.8 N/m,如图所示.若小球从图中所示位置B点由静止开始滑动到最低点C时,弹簧的弹性势能E=0.60 J.求:(g取10 m/s2
(1)小球到达C点时的速度vC的大小;
(2)小球在C点对环的作用力.

◎ 答案

解:(1)小球在B点时弹簧的长度为l1Rl0
所以在此位置时弹簧处于自然状态,弹簧的弹性势能等于零
小球由B点滑到C点的过程中,由能量守恒定律得:mgR(1+cos60°)=mvC2E
可解得vC=3.0 m/s
(2)设环对球在C点的作用力为F,方向竖直向上

如图所示,由牛顿第二定律有FFmgm
由胡克定律有:Fk(2Rl0)
由以上两式可解得:F=3.2 N
由牛顿第三定律可知,球对环的作用力与F等值反向

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“一个质量m=0.2kg的小球系于轻质弹簧的一端,且套在光滑竖立的圆环上,弹簧的上端固定于环的最高点A,环的半径R=0.5m,弹簧的原长l0=0.5m,劲度系数为4.8N/m,如图所示.若…”主要考查了你对  【牛顿运动定律的应用】,【能量转化与守恒定律】  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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