Question

【題目】如圖所示，半徑為r=20cm的光滑半圓軌道AC豎直固定在光滑水平桌面上，在桌面上用擋板把a、b兩個(gè)物體之間的彈簧壓縮一定的距離（a、b與彈簧并不掛接），然后同時(shí)釋放兩側(cè)的擋板，兩物體到達(dá)A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)已和彈簧分離，結(jié)果物體a恰好通過(guò)最高點(diǎn)C，物體b落到水平地面上的射程和桌子離地的高度相等，均為50cm。已知物體b的質(zhì)量mb=2kg，g=10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.彈簧的最大彈性勢(shì)能為

B.

C.若單獨(dú)釋放左側(cè)的擋板，物體a通過(guò)c點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力大小為25N

D.若單獨(dú)釋放右側(cè)的擋板，物體b平拋的射程為

Answer 1

【答案】AC

【解析】

AB.同時(shí)釋放兩側(cè)的擋板，物體a恰好通過(guò)最高點(diǎn)C，由重力提供向心力，由牛頓第二定律得：mag=ma

代入數(shù)據(jù)解得：vC=m/s

a從A到C的過(guò)程，由動(dòng)能定理得：

代入數(shù)據(jù)可得：。物體b做平拋運(yùn)動(dòng)，有：

h=vBt

解得：

彈簧釋放物體a、b的過(guò)程中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，能量也守恒，取水平向左為正方向，則：

mavA-mbvB=0

Ep=mavA2+mbvB2

解得：ma=1kg，Ep=7.5J。故A正確，B錯(cuò)誤。

C．若單獨(dú)釋放左側(cè)的擋板，設(shè)物體通過(guò)C點(diǎn)的速度為vC′．由能量守恒定律得：

Ep=mavC′2+2magr

a在C點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得：N+mag=ma

解得：vC′=m/s，N=25N

由牛頓第三定律知物體a對(duì)對(duì)軌道的壓力大小為25N。故C正確。

D．若單獨(dú)釋放右側(cè)的擋板，設(shè)物體b離開(kāi)彈簧時(shí)的速度為vB′，由能量守恒定律得：

Ep=mbvB′2．b做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)有：

x=vB′t

解得：vB′=，x=m。故D錯(cuò)誤。