题目内容

【题目】如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R,一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处.小球从A处由静止释放被弹开后,经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能沿轨道运动到C点,求:

1)释放小球前弹簧的弹性势能.

2)小球由BC克服阻力做的功.

【答案】13.5mgR;(2mgR

【解析】解:(1)物块在B点时,由牛顿第二定律得:FNmg=m

由题意:FN=8mg

物体经过B点的动能:

在物体从A点至B点的过程中,根据机械能守恒定律,弹簧的弹性势能:Ep=EkB=3.5mgR

2)物体到达C点仅受重力mg,根据牛顿第二定律有:mg=m

物体从B点到C点只有重力和阻力做功,根据动能定理有:W﹣mg2R=EkC﹣EkB

解得:W=﹣mgR

所以物体从B点运动至C点克服阻力做的功为:W=mgR

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