[题目]如图所示.光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点.BC右端连接内壁光滑.半径为r的细圆管CD.管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧.轻弹簧下端固定.上端恰好与管口D端齐平．质量为m的小球在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑.进入管口C端时与管壁间恰好无作用力.通过CD后压缩弹簧.在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径为r的细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧，轻弹簧下端固定，上端恰好与管口D端齐平．质量为m的小球在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑，进入管口C端时与管壁间恰好无作用力，通过CD后压缩弹簧，在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为Ep，已知小球与BC间的动摩擦因数μ＝0.5.求：

(1)小球达到B点时的速度大小vB；

(2)水平面BC的长度s；

(3)在压缩弹簧过程中小球的最大速度vm.

【答案】（1）（2）5r （3）

【解析】

试题（1）由机械能守恒得（2分）

得（1分）

（2）由（2分）

得vC=（1分）

由动能定理得（3分）

解得s=3r（2分）

（3）设在压缩弹簧过程中速度最大时小球离D端的距离为x，则有kx=mg （2分）

得（1分）

由功能关系得（3分）

得

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（1）根据爱因斯坦的光子说和质能方程，证明光子动量P=，（是普朗克常量）。

（2）假设照射在钾箔上的能量能被钾箔完全吸收，求：

①钾箔在垂直入射光方向上单位面积受到光平均作用力的表达式（用题目中的物理符号表示）。

②按照经典电磁理论，钾箔只需吸收足够的能量就可以逐出电子，若一个要被逐出的电子收集能量的圆形截面的半径约为一个典型原子的半径m，求：电子将被逐出的时间。根据你的计算结果，你认为经典电磁理论在解释光电效应现象时是否合理？谈谈你的看法。

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