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一个质量m=0.20kg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...

一个质量m=0.20kg的小球系于轻质弹簧的一端,且套在光滑竖立的圆环上,弹簧的上端固定于环的最高点A,环的半径R=0.5m,弹簧的原长L=0.50m,劲度系数为4.8N/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弹=0.60J.
求:
(1)小球到C点时的速度vc的大小;
(2)小球在C点对环的作用力.(g取10m/s2

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小球在下降中小球的重力势能转化为动能和弹性势能,由小球与弹簧机械能守恒条件可知小球到C点时的速度大小;小球在最低点弹力与重力的合力充当向心力,由牛顿第二定律可得出小球在C点对环的作用力的大小. 【解析】 (1)小球由B点滑到C点,由动能定理 由题意可知,W弹力=-0.60J 解得:VC=3m/s (2)在C点:F弹=(2R-l)k=2.4N 设环对小球作用力为N,方向指向圆心,由牛顿第二定律得: N=3.2N 小球对环作用力为N′ 则有:N′=-N=-3.2N 答:(1)小球到C点时的速度vc的大小3m/s; (2)小球在C点对环的作用力3.2N.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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