Question

【题目】一个质量m=0.20 kg的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光滑竖立的圆环上,弹簧的另一端固定于环的最高点A，环的半径R=0.5 m，弹簧的原长L0=0.50 m，如图所示，若小球从图中所示位置B点由静止开始滑动到最低点C时，弹簧的弹性势能Ep=0.60 J。（g=10 m/s2）.求：

(1)小球到C点时的速度vC的大小。

(2)若弹簧的劲度系数为4.8 N/m，小球在C点时对环的作用力的大小和方向。

Answer 1

【答案】(1)vc=3m/s (2)压力的大小为3.2N，方向竖直向下

【解析】

(1)小球从B到C，系统机械能守恒，有：

解得：vc=3m/s．

(2)在C点对小球受力分析，如图所示:

由牛顿第二定律可得：

其中：

代入得：FN=3.2N

由牛顿第三定律得：小球对环的压力的大小为3.2N，方向竖直向下．