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,a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点。![]()
(1)已知小球a的质量为m,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大的弹性势能?
解:(1)
mva2=2mgR+
mva′2①
mg=m
②
解得:va=
;同理可得:vb=![]()
又:mva=mbvb③
所以:mb=
m。
(2)由题意分析知,应该按照a球在轨道最顶点具有临界速度这一条件计算。仿照上面结果可得:va=![]()
mva=mvb④
所以有:Ep=2×
mva2=5mgR。
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