如圖所示,半徑分別為R和r(R>r)的*乙兩光滑圓軌道安置在同一豎直平面內,兩軌道之間由一條光滑水平軌道CD相...
問題詳情:
如圖所示,半徑分別為R和r(R>r)的*乙兩光滑圓軌道安置在同一豎直平面內,兩軌道之間由一條光滑水平軌道CD相連,在水平軌道CD上一輕*簧a、b被兩小球夾住,同時釋放兩小球,a、b球恰好能通過各自的圓軌道的最高點,求:
①兩小球的質量比.
②若ma=mb=m,要求a,b都能通過各自的最高點,*簧釋放前至少具有多少**勢能.
【回答】
考點:動量守恆定律;機械能守恆定律.
專題:動量與動能定理或能的轉化與守恆定律綜合.
分析:(1)根據牛頓第二定律得出最高點的速度,根據機械能守恆定律列出等式求解
(2)由動量守恆定律得出速度關係,根據機械能守恆定律求解.
解答: 解:(1)根據牛頓第二定律得a、b球恰好能通過各自的圓軌道的最高點的速度分別為:
v′a=…①
v′b=…②
由動量守恆定律mava=mbvb…③
根據機械能守恆定律得
=+mag•2R…④
=+mbg•2r…⑤
聯立①②③④⑤得=
(2)若ma=mb=m,由動量守恆定律得:va=vb=v
當a、b球恰好能通過圓軌道的最高點時,E*最小,
根據機械能守恆得:
Ep=(m+mg•2R)×2=5mgR
答:①兩小球的質量比是.
②若ma=mb=m,要求a,b都能通過各自的最高點,*簧釋放前至少具有5mgR**勢能.
點評:解決該題關鍵能判斷出小球能通過最高點的條件,然後根據動量守恆定律和機械能守恆定律聯立列式求解.
知識點:實驗:驗*動量守恆定律
題型:計算題
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