Question

【题目】如图是检验某种防护罩承受冲击能力的装置，M为半径R=1.6m、固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道，A、B分别是轨道的最低点和最高点；N为防护罩，它是一个竖直固定的圆弧，其半径，圆心位于B点．在A放置水平向左的弹簧枪，可向M轨道发射速度不同的质量均为m=0.01kg的小钢珠，弹簧枪可将弹性势能完全转化为小钢珠的动能．假设某次发射的小钢珠沿轨道恰好能经过B点，水平飞出后落到N的某一点上，求：

（1）钢珠在B点的速度；

（2）发射该钢珠前，弹簧的弹性势能Ep；

（3）钢珠从M圆弧轨道B点飞出至落到圆弧N上所用的时间．

Answer 1

【答案】（1）4m/s；（2）0.4J；（3）0.4s

【解析】

（1）在B处对小钢珠进行受力分析，由牛顿第二定律

代入数据解得：vB=4m/s

（2）从发射钢珠到上升到B点过程，

由机械能守恒定律：

解得：

（3）钢珠做平抛运动由

x=vBt
x2+h2=r2
联立解得：t=0.4s