Question

如图10是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置，M为半径为、固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，N为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面内的截面为半径的圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点，M的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点，水平飞出后落到N的某一点上，取，求：

         发射该钢珠前，弹簧的弹性势能多大？

         钢珠落到圆弧上时的速度大小是多少？（结果保留两位有效数字）

Answer 1

【小题1】

【小题2】

解析:

【小题1】设钢珠在轨道最高点的速度为，在最高点，由题意 

从发射前到最高点，由机械能守恒定律得：                                                        ②                       

【小题2】   钢珠从最高点飞出后，做平抛运动

     ③       

    ④  

由几何关系    ⑤              

从飞出到打在得圆弧面上，由机械能守恒定律：

             ⑥                 

联立①、③、④、⑤、⑥解出所求