Question

如图所示为某种弹射小球的游戏装置，水平面上固定一轻质弹簧及长度可调节的竖直细管AB。细管下端接有一小段长度不计的圆滑弯管，上端B与四分之一圆弧弯管BC相接，每次弹射前，推动小球将弹簧压缩到同一位置后锁定，解除锁定，小球即被弹簧弹出，水平射进细管A端，再沿管ABC从C端水平射出。已知弯管BC的半径R＝0.40m，小球的质量为m=0.1kg，当调节竖直细管AB的长度L至L0=0.80m时，发现小球恰好能过管口C端，不计小球运动过程中的机械能损失。求：

（1）弹簧锁定时具有的弹性势能（以弹簧处于原长时的弹性势能为零）；

（2）当L=0.40m时，小球落到水平面上的位置与竖直管AB的距离；

（3）保持L0=0.8m不变，若将小球质量变为原来的一半，求小球到达C点时管壁对其作用力的大小和方向。

Answer 1