摘要:12.(2011年青岛高三摸底考试)如图所示.一内壁光滑的细管弯成半径为R=0.4 m的半圆形轨道CD.竖直放置.其内径略大于小球的直径.水平轨道与竖直半圆轨道在C点连接完好.置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连.B处为弹簧的自然状态.将一个质量为m=0.8 kg的小球放在弹簧的右侧后.用力向左侧推小球而压缩弹簧至A处.然后将小球由静止释放.小球运动到C处后对轨道的压力为F1=58 N.水平轨道以B处为界.左侧AB段长为x=0.3 m.与小球的动摩擦因数为μ=0.5.右侧BC段光滑.g=10 m/s2.求: (1)弹簧在压缩时所储存的弹性势能. (2)小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力. 解析:(1)对小球在C处.由牛顿第二定律及向心力公式得 F1-mg=m v1= ==5(m/s) 从A到B由动能定理得 Ep-μmgx=mv Ep=mv+μmgx=×0.8×52+0.5×0.8×10×0.3=11.2(J) (2)从C到D由机械能守恒定律得mv=2mgR+mv v2===3(m/s) 由于v2>=2 m/s.所以小球在D处对轨道外壁有压力. 小球在D处.由牛顿第二定律及向心力公式得 F2+mg=m F2=m(-g)=0.8× 由牛顿第三定律可知.小球在D点对轨道的压力大小为10 N.方向竖直向上. 答案:10 N 方向竖直向上

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