题目内容
【题目】如图所示,一光滑弧形轨道末端与一个半径为R的竖直光滑圆轨道平滑连接,两辆质量均为m的相同小车(大小可忽略),中间夹住一轻弹簧后连接在一起(轻弹簧尺寸忽略不计),两车从光滑弧形轨道上
的高度由静止滑下,当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开,弹簧瞬间将两车弹开,其中后车刚好停下。求:
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(1)前车被弹出时的速度
;
(2)前车被弹出的过程中弹簧释放的弹性势能
;
(3)分析前车能否通过圆弧轨道最高点。
【答案】(1)
(2)
(3)前车恰能通过最高点
【解析】
(1)两车从h高处运动到最低处过程中,由机械能守恒定律得:
解得:
两车分离时由动量守恒定律得
,得:
;
(2)设分离前弹簧弹性势能
,根据系统机械能守恒得:
;
(3)前车恰过最高点时应有
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假设前车能到达最到点,速度为
由动能定理得
,故前车恰能通过最高点.
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