如图所示,A、B两球质量均为m,之间有压缩的轻短弹簧处于锁定状态.弹簧的长度、两球的大小均忽略,整体视为质点,该装置从半径为R的竖直光滑圆轨道左侧与圆心等高处由静止下
◎ 题目
如图所示,A、B两球质量均为m,之间有压缩的轻短弹簧处于锁定状态.弹簧的长度、两球的大小均忽略,整体视为质点,该装置从半径为R的竖直光滑圆轨道左侧与圆心等高处由静止下滑,滑至最低点时,解除对弹簧的锁定状态之后,B球恰好能到达轨道最高点. (1)求弹簧处于锁定状态时的弹性势能. (2)求A上升的最大高度.(答案可以保留根号) ![]() |
◎ 答案
(1)设A、B系统滑到圆轨道最低点时锁定为v0,解除弹簧锁定后A、B的速度分别为vA、vB,B到轨道最高点的速度为v,则有 2mgR=
解得:v0=
弹簧解锁的过程中系统满足动量守恒定律和能量守恒,所以有: 2mv0=mvA+mvB,
对B在最高点:mg=
解除锁定后B上升的过程中机械能守恒:
联立以上各式,解得EP=(7-2
(2)小球A在上升的过程中机械能守恒,得:
解得:hA=(6.5-2
答:(1)弹簧处于锁定状态时的弹性势能EP=(7-2 |