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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

(12分)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．

【答案】

(1)11.2 J　(2)10 N，方向向上

【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＝＝m/s＝5 m/s

从A到B由动能定理得E_p－μmgx＝mv₁²

E_p＝mv₁²＋μmgx＝×0.8×5² J＋0.5×0.8×10×0.3 J＝11.2 J.

(2)从C到D由机械能守恒定律得

mv₁²＝2mgR＋mv₂²

v₂＝＝ m/s＝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×(－10) N＝10 N.

由牛顿第三定律得小球对轨道压力为10 N.

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

（满分12分）如图所示，宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上，框架的上端接有一特殊的电子元件，如果将其作用等效成一个电阻，则其阻值与其两端所加的电压成正比，即等效电阻，式中k为恒量。框架上有一质量为m的金属棒水平放置，金属棒与光滑框架接触良好，离地高为h，磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直。将金属棒由静止释放，棒沿框架向下运动。其它电阻不计，问：