题目内容


如图所示,水平面上的A,B两物体中间有一被细线拉着的被压缩了的轻弹簧,两边是两个在竖直平面内的半径分别为R和2R圆弧形轨道.当细线突然断开后,两物体分别运动到轨道最高点时,对轨道的压力都为0.不计任何摩擦,求:A、B两物体的质量mA和mB之比.

考点:


动量守恒定律;牛顿第二定律;向心力;机械能守恒定律.

专题:

动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合.

分析:

能到达半圆形轨道最高点的临界条件是v≥,恰好能通过最高点说明在最高点重力完全提供向心力,系统满足动量守恒,据此求解即可.

解答:

解:系统满足动量守恒得

mAvA=mBvB

最高点:对轨道的压力为0,所以根据牛顿第二定律:

A:mAg=

B:mBg=

根据动能定理有:

=2mAgR

=4mBgR

联立解得mA:mB=:1

答:A、B两物体的质量mA和mB之比是:1

点评:

小球刚好到达圆管形轨道最高点的条件是:到达最高点时速度为零;应用牛顿第二定律、动量守恒定律即可正确解题.


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