Question

【题目】如图所示，是某兴趣小组通过弹射器研究弹性势能的实验装置。半径为R的光滑半圆管道（管道内径远小于R）竖直固定于水平面上，管道最低点B恰与粗糙水平面相切，弹射器固定于水平面上。某次实验过程中，一个可看作质点的质量为m的小物块，将弹簧压缩至A处，已知A、B相距为L。弹射器将小物块由静止开始弹出，小物块沿圆管道恰好到达最髙点C。已知小物块与水平面间的动摩擦因素为μ，重力加速度为g，求：
（1）小物块到达B点时的速度VB及小物块在管道最低点B处受到的支持力；
（2）小物块在AB段克服摩擦力所做的功；
（3）弹射器释放的弹性势能Ep。

Answer 1

【答案】
（1）

解：小物块恰到C点，则 ，从B点到C点小物块机械能守恒，则 ，所以， ，B处，由牛顿第二定律得： ，所以，

答：小物块到达B点时的速度VB及小物块在管道最低点B处受到的支持力为 ；

（2）

解：小物块在AB段克服摩擦力所做的功

答：小物块在AB段克服摩擦力所做的功为 ；

（3）

解：由能量守恒可知，弹射器释放的弹性势能 。

答：弹射器释放的弹性势能E为

【解析】功能关系；本题考查功能关系及机械能守恒定律，要注意明确系统只有重力及弹簧的弹力做功，故机械能守恒；正确选择初末状态即可顺利求解。