(10分)如图18所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径为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的速

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 功能关系/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(10分)如图18所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径为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的速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能到达最高点C.(不计空气阻力)试求:
 
(1)物体在A点时弹簧的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点的过程中阻力所做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时的位置与B点的距离                                                  

◎ 答案

(1)3.5mgR (2)-mgR (3)2R

◎ 解析

(1)设物体在B点的速度为vB,对轨道的压力为FNB
则有:FNB-mg=    又FNB=8mg   ∴mvB2=3.5mgR
由能量转化与守恒定律可知:弹性势能EpmvB2=3.5mgR……………….(4分)
(2)设物体在C点的速度为vC
由题意可知:mg=
物体从B点运动到C点的过程中,设阻力做的功为W,由动能定理得W-2mgR=mvC2mvB2
解得W=-mgR………………………(4分)
(3)物体离开C点后做平抛运动,设落地点与B点的距离为s,
由平抛运动规律得s=vCt,2R=gt2
解得s=2R………………………. (2分)
本题考查圆周运动,在B点由弹力和重力提供向心力,由A点到B点,弹簧的弹性势能转化为物体的动能,由此可求得弹性势能,在C点由重力提供向心力,从B点到C点应用动能定理可求得克服阻力做功

◎ 知识点

    专家分析,试题“(10分)如图18所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径为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的速…”主要考查了你对  【功能关系】  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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