Question

一個(gè)質(zhì)量m＝0.20kg的小球系于輕質(zhì)彈簧的一端，且套在光滑豎立的圓環(huán)上，彈簧的上端固定于環(huán)的最高點(diǎn)A，環(huán)的半徑R＝0.5m，彈簧的原長l₀＝0.50m，勁度系數(shù)為4.8N/m，如圖所示．若小球從圖中所示位置B點(diǎn)由靜止開始滑動(dòng)到最低點(diǎn)c時(shí)，彈簧的彈性勢能E_p彈＝0.60J．求：（  ）

(1)小球到C點(diǎn)時(shí)的速度v_C的大小；

(2)小球在C點(diǎn)對(duì)環(huán)的作用力．(g取10m/s²)

 

Answer 1

答案：
解析：

(1)小球從B到C過程中機(jī)械能守恒： mgR(1－cos60°)＝mvC2＋ 所以vC＝ ＝m/s＝3m/s． (2)根據(jù)胡克定律：F彈＝kx＝4.8×0.5N＝2.4N，小球在C點(diǎn)時(shí)應(yīng)用牛頓第二定律：F彈＋FN－mg＝m． 所以FN＝mg－F彈＋m＝(0.2×10－2.4＋0.2×)N＝3.2N 根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)Νh(huán)的作用力為3.2N，方向豎直向下．

提示：