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如图所示,半径分别为R和r(R>r)的甲乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内,两轨...

如图所示,半径分别为R和r(R>r)的甲乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内,两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连,在水平轨道CD上一轻弹簧被ab两小球夹住,同时释放两小球,ab球恰好能通过各自的圆轨道的最高点,求:
(1)在水平轨道上,弹簧弹开两小球时,a球的速度;
(2)两小球的质量比ma:mb
(3)若ma=mb=m,要求ab还都能通过各自的最高点,弹簧释放前至少具有多少弹性势能.

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(1)ab球恰好能通过各自的圆轨道的最高点,均由重力提供向心力,可根据牛顿第二定律求出两球通过最高点时的速度;脱离弹簧到圆轨道最高点过程中,a球的机械能守恒,根据a球机械能守恒,求出弹簧弹开两小球时a球的速度; (2)要弹簧释放过程中,两球及弹簧组成的系统动量守恒,即可由动量守恒定律求出ma:mb; (3)根据释放过程系统的机械守恒,求解弹簧释放前至少具有多少弹性势能. 【解析】 (1)ab球恰好能通过各自的圆轨道的最高点,则有均由重力提供向心力,即有 对于a球:mag=ma得, 同理得   a球脱离弹簧到圆轨道最高点过程机械能守恒: 所以a球脱离弹簧时速度: 同理: (2)弹簧释放过程中,由动量守恒定律得:mava=mbvb 得, (3)若ma=mb=m,由动量守恒定律得va=vb=v 当a球恰好能通过圆轨道的最高点时,E弹最小, 答:(1)在水平轨道上,弹簧弹开两小球时,a球的速度是; (2)两小球的质量比ma:mb是:; (3)若ma=mb=m,要求ab还都能通过各自的最高点,弹簧释放前至少具有5mgR的弹性势能.
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考点分析:
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②该同学在实验中测算出的g值比当地的公认值偏大,其原因可能是   
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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