如图所示,半径为R的光滑半圆环轨道与高为10R的光滑斜轨道放在同一竖直平面内,两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连,水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡。在水平轨道上,轻持弹簧被a、b两小球挤压,处于静止状态。同时释放两个小球,a球恰好能通过圆环轨道最高点A,b球恰好能到达斜轨道的最高点B。已知a球质量为m,重力加速度为g。求:
(1)a球释放时的速度大小;
(2)b球释放时的速度大小;
(3)释放小球前弹簧的弹性势能。
如图所示,半径为R的光滑半圆环轨道与高为10R的光滑斜轨道放在同一竖直平面内,两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连,水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡。在水平轨道上,轻持弹簧被a、b两小球挤压,处于静止状态。同时释放两个小球,a球恰好能通过圆环轨道最高点A,b球恰好能到达斜轨道的最高点B。已知a球质量为m,重力加速度为g。求:
(1)a球释放时的速度大小;
(2)b球释放时的速度大小;
(3)释放小球前弹簧的弹性势能。
解:(1)a球过圆轨道最高点A时:
求出
a球从C运动到A,由机械能守恒定律
R
由以上两式求出
(2)b球从D运动到B,由机械能守恒定律
求出
(3)以a球、b球为研究对象,由动量守恒定律: mva=mbvb
求出
弹簧的弹性势能
求出 Eρ=7.5mgR