(14分)如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离

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

(14分)如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点.试求:

(1)物体运动到B后一瞬间对导轨的压力;
(2)弹簧开始时的弹性势能;
(3)若使物体带上q的正电荷,同时在BC半圆形导轨区间内加上一水平向左的匀强电场,仍要使物体恰能完成BC导轨上的圆周运动,则弹簧开始时的弹性势能至少为多少。

◎ 答案

(1) (2)2.5mgR(3)

◎ 解析


试题分析:(1)在C点:由得 
从B到C由机械能守恒得 ------①
在B点由向心力得       ------------------②
由①②得              
(2)从开始到C由机械能守恒得
(3)等效最高点D点在半径与水平方向成45°右上方
在D点由向心力公式有             --------------①
从开始到D点由能量守恒有-------②
由①②得      
建议:第(1)(2)问各4分,第(3)问6分
点评:本题难度中等,在圆周运动中,沿半径方向上的合力提供向心力,据此可求得最低点支持力的大小,能通过最高点的临界条件是最小速度为重力提供向心力时的线速度,求解第3问时注意从能量守恒的观点思考问题

◎ 知识点

    专家分析,试题“(14分)如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离…”主要考查了你对  【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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