题目内容


如图所示,半径分别为R和r(R>r)的甲乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内.两轨道之间由一光滑水平轨道CD相连,在水平轨道CD上有一轻弹簧被a、b两个小球夹住,但不拴接.同时释放两小球,

(1)已知小球a的质量为m,若a、b球恰好能通过

各自的圆轨道的最高点,求小球b的质量;

(2)若ma=mb=m,且要求a、b都还能够通过各自的

最高点,则弹簧在释放前至少具有多犬的弹性势能?


【答案】(1);(2)

【命题立意】本题旨在考查动能定理的应用、功能关系。

【解析】(1)根据牛顿第二定律得a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点的速度分别为:

①

②

由动量守恒定律: ③

根据机械能守恒定律得:

④

 ⑤

联立①②③④⑤得:

,即:

(2)若,由动量守恒定律得:

当b球恰好能通过圆轨道的最高点时,最小

根据机械能守恒得:

答:(1)小球b的质量为;

(2)若,且要求a、b都还能够通过各自的最高点,则弹簧在释放前至少具有的弹性势能


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