(2013•孝感模拟)如图所示,光滑水平面的右端竖直平面内固定一半径为R=0.5m 的光滑半圆槽.质量均为m=

(2013•孝感模拟)如图所示,光滑水平面的右端竖直平面内固定一半径为R=0.5m 的光滑半圆槽.质量均为m=1kg的A、B两小球之间有一轻质弹簧,弹簧处于压缩锁定状态.现给A、B一水平向右的初速度v1=2m/s到圆弧最低点M时,弹簧锁定瞬间解除后,小球B恰好能运动到圆弧最高点.求:( 取g=10m/s2)的速度;
①解锁后B球的速度;
②锁定时弹簧的弹性势能.
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zlhzx 花朵

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解题思路:①解锁后小球B恰好能运动到圆弧最高点,由重力提供向心力,根据牛顿第二定律可求出经过B点时速度,再运用机械能守恒定律求解解锁后B球的速度;
②解锁过程,A、B两球组成的系统动量守恒和机械能守恒,根据两大守恒定律列式求解.

①设解锁后B球的速度为vB;B球恰好能运动到圆弧最高点,设B球在最高点的速度大小为vN.则
在最高点,mg=m

v2N
R
根据机械能守恒定律得:2mgR+[1/2m
v2N]=[1/2m
v2B]
联立解得,vB=2m/s
②设解锁后A球的速度为vA.解锁过程,由系统的动量守恒和机械能守恒得:
2mv1=mvA+mvB
Ep=[1/2m
v2A]+[1/2m
v2B]-[1/2•2m
v21]
解得,Ep=9J
答:
①解锁后B球的速度是2m/s;
②锁定时弹簧的弹性势能是9J.

点评:
本题考点: 动量守恒定律;牛顿第二定律;向心力;机械能守恒定律.

考点点评: 分析清楚B的运动过程,应用牛顿第二定律、动量守恒定律和机械能守恒定律,即可正确解题.

1年前

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