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r=
4
5

5
m
,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.
魔方格

◎ 答案

(1)在B处对小钢珠进行受力分析,钢珠沿轨道恰好能经过B点,由牛顿第二定律得
mg=
mv2B
R

得:vB=

gR
=4m/s
(2)从发射钢珠到上升到B点过程,
由机械能守恒定律得
EpN=△EPG+△Ek=mg×2R+
1
2
m
v2B

得EpN=0.4J
(3)钢珠做平抛运动,由平抛运动的规律得:
h=
1
2
gt2
x=vBt
x2+h2=r2
联立解得t=0.4s
答:(1)钢珠在B点的速度是4m/s;
(2)发射该钢珠前,弹簧的弹性势能是0.4J;
(3)钢珠从M圆弧轨道B点飞出至落到圆弧N上所用的时间是0.4s.

◎ 解析

“略”

◎ 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  【向心力】,【牛顿第二定律】,【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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