【題目】如圖所示,半徑為R的光滑半圓形軌道CDE在豎直平面內(nèi)與光滑水平軌道AC相切于C點,水平軌道AC上有一輕質(zhì)彈簧,彈簧左端連接在固定的擋板上,彈簧自由端B與軌道最低點C的距離為4R,現(xiàn)用一個小球壓縮彈簧不拴接,當彈簧的壓縮量為l時,釋放小球,小球在運動過程中恰好通過半圓形軌道的最高點E;之后再次從B點用該小球壓縮彈簧,釋放后小球經(jīng)過BCDE軌道拋出后恰好落在B點,已知彈簧壓縮時彈性勢能與壓縮量的二次方成正比,彈簧始終處在彈性限度內(nèi),求第二次壓縮時彈簧的壓縮量。

【答案】

【解析】

試題分析:設(shè)第一次壓縮量為時,彈簧的彈性勢能為。

釋放小球后彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能,設(shè)小球離開彈簧時速度為v1

由機械能守恒定律得

設(shè)小球在最高點E時的速度為v2,由臨界條件可知,解得

由機械能守恒定律可得

以上幾式聯(lián)立解得

設(shè)第二次壓縮時彈簧的壓縮量為x,此時彈簧的彈性勢能為

小球通過最高點E時的速度為v3,由機械能守恒定律可得

小球從E點開始做平拋運動,由平拋運動規(guī)律得

解得,解得

由已知條件可得,代入數(shù)據(jù)解得。

練習冊系列答案
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B. 飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)

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【題目】如圖所示,電源電動勢E=6V,內(nèi)阻r=1Ω,電阻,,,電容器電容C=4μF,開關(guān)S原來斷開,現(xiàn)在合上開關(guān)S到電路穩(wěn)定,則

AS斷開時電容器的電壓為3V

BS斷開時電容器a極板帶負電

CS合上電路穩(wěn)定后電容器b極板帶負電

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B. 在完成a粒子散射實驗后,盧瑟福提出了原子的能級結(jié)構(gòu)

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