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点相接,导轨半径为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速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点.试求:
(1)弹簧开始时的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时的动能.
【答案】(1)3mgR (2)0.5mgR (3)
【解析】
试题(1)物块到达B点瞬间,根据向心力公式有:
解得:
弹簧对物块的弹力做的功等于物块获得的动能,所以有
(2)物块恰能到达C点,重力提供向心力,根据向心力公式有:
所以:
物块从B运动到C,根据动能定理有:
解得:
(3)从C点落回水平面,机械能守恒,则:

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