题目内容
如图,是为了检测某种防护罩承受冲击能力的装置, M 为半径为R =1.0m ,固定于竖直平面内的1/4 光滑圆弧轨道, 轨道上端切线水平, N 为待检验的固定曲面,该曲面在竖直面内的截面为半径r=
m的1/4圆弧,圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点,M的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量m = 0.1kg的小钢珠
,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点,水平飞出后落到N的某一点上,取g=10m/
,求:
(1)发射该钢珠前,弹簧的弹性势能E
多大?
(2) 钢珠落到圆弧N上时的速度大小v
是多少?
(结果保留两位有效数字.
=13)
![]()
(1)设钢珠在M轨道最高点的速度为v,在最高点:
mg= m
2分
v =
=
m/s 2分
从发射前到最高点,应用机械能守恒定律
E
= mgR+
mv
2分
E
= 1.5J 1分
(2)钢珠从最高点飞出后,做平抛运动
x = vt 1分
y =
gt
1分
由几何关系,x
+ y
= r
1分
从飞出点M到打在N点上,由机械能守恒定律
mgy+
mv
=
mv![]()
2分
v
=4.0 m/s 2分
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