Question

（12分）如图所示，粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑半圆轨道BDC在B处平滑连接，B、C分别为半圆轨道的最

（12分）如图所示，粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑半圆轨道BDC在B处平滑连接，B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点，D为半圆轨道的最右端。一个质量m的小物体P被一根细线拴住放在水平轨道上，细线的左端固定在竖直墙壁上。在墙壁和P之间夹一根被压缩的轻弹簧，此时P到B点的距离为x 0 。物体P与水平轨道间的动摩擦因数为μ，半圆轨道半径为R。现将细线剪断，P被弹簧向右弹出后滑上半圆轨道，恰好能通过C点。试求： （1）物体经过B点时的速度的大小？（2）细线未剪断时弹簧的弹性势能的大小？（3）物体经过D点时合力的大小？

Answer 1

（1） （2） （3）

试题分析：（1）由于小球恰好能通过最高点C，则 B到C机械能守恒，则 解得： （2）P到B过程弹力、摩擦力做功，动能定理： 解得： ，则弹簧的弹性势能为 （3）B到D机械能守恒，则 D点轨道对物块的支持力 解得： ，则物体经过D点时合力