综合题16.0分
物理

如图所示,竖直放置固定的光滑半圆形轨道与光滑水平面AB相切B点,半圆形轨道的最高点为C。轻弹簧一端固定在竖直挡板上,另一端有一质量m=0.1kg的小球(小球与弹簧不拴接)。用力将小球向左推,小球将弹簧压缩一定量时,用轻绳固定住,此时弹簧的弹性势能Ep=5 J,烧断细绳,弹簧将小球弹出。取

15.求小球运动至B点时速度的大小;

16.若轨道半径,小球通过最高点C后落到水平面上的水平距离x

17.欲使小球能通过最高点C,则半圆形轨道的最大半径

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

10m/s

解析

根据能量守恒得EP =              ①

由①式得=10m/s              ②

考查方向

动能定理的应用;机械能守恒定律

解题思路

小球从弹簧释放到运动到最高点的过程,可分两个过程:弹簧释放过程、小球离开弹簧到运动到最高点的过程。弹簧释放过程,小球与弹簧组成的系统机械能守恒,即可求出小球获得的初速度。B到C的过程,小球的机械能守恒。在C点,由重力和轨道的弹力的合力提供向心力,根据机械能守恒和牛顿第二定律结合求解

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

4.8m

解析

考查方向

动能定理的应用;机械能守恒定律

解题思路

小球从弹簧释放到运动到最高点的过程,可分两个过程:弹簧释放过程、小球离开弹簧到运动到最高点的过程。弹簧释放过程,小球与弹簧组成的系统机械能守恒,即可求出小球获得的初速度。B到C的过程,小球的机械能守恒。在C点,由重力和轨道的弹力的合力提供向心力,根据机械能守恒和牛顿第二定律结合求解。

易错点

本题是机械能守恒、牛顿第二定律和平抛运动的综合,要掌握力学基本规律.

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

2m

解析

根据牛顿第二定律得            mg=                  

根据能量守恒得                = +mg2Rm    

 ⑦⑧联立得                         Rm=2m                     ⑨

考查方向

动能定理的应用;机械能守恒定律

解题思路

小球从弹簧释放到运动到最高点的过程,可分两个过程:弹簧释放过程、小球离开弹簧到运动到最高点的过程。弹簧释放过程,小球与弹簧组成的系统机械能守恒,即可求出小球获得的初速度。B到C的过程,小球的机械能守恒。在C点,由重力和轨道的弹力的合力提供向心力,根据机械能守恒和牛顿第二定律结合求解。

易错点

本题是机械能守恒、牛顿第二定律和平抛运动的综合,要掌握力学基本规律.