如图是检验某种防护罩承受冲击能力的装置.M为半径R=1.6m.固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道.A.B分别是轨道的最低点和最高点,N为防护罩.它是一个竖直固定的1／4圆弧.其半径.圆心位于B点.在A放置水平向左的弹簧枪.可向M轨道发射速度不同的质量均为m=0.01kg的小钢珠.弹簧枪可将弹性势能完全转化为小钢珠的动能.假设某次发射的小钢珠沿轨道恰好� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图是检验某种防护罩承受冲击能力的装置，M为半径R=1.6m、固定于竖直平面内的光滑半圆弧轨道，A、B分别是轨道的最低点和最高点；N为防护罩，它是一个竖直固定的1／4圆弧，其半径

，圆心位于B点。在A放置水平向左的弹簧枪，可向M轨道发射速度不同的质量均为m=0.01kg的小钢珠，弹簧枪可将弹性势能完全转化为小钢珠的动能。假设某次发射的小钢珠沿轨道恰好能经过B点，水平飞出后落到N的某一点上，取g=10m／s²。求：

（1）钢珠在B点的速度；
（2）发射该钢珠前，弹簧的弹性势能Ep；
（3）钢珠从M圆弧轨道B点飞出至落到圆弧N上所用的时间。

（1）

（2）

（3）

（1）在B处对小钢珠进行受力分析，由牛顿第二定律

（3分）
得：

（1分）
（2）从发射钢珠到上升到B点过程，
由机械能守恒定律

（4分）
得

（1分）
（3）钢珠做平抛运动由

；（1分）

（1分）；

（1分）
联立解得

（2分）
本题考查圆周运动和机械能守恒定律，刚好通过B点的临界条件是只有重力提供向心力，由此可求得B点速度大小，从发射钢珠到上升到B点过程，小球只有重力做功，机械能守恒，到达B点时弹簧弹性势能转化为小球的动能和重力势能

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（2）有下列器材可供选用：铁架台，电磁打点计时器，复写纸盘，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有；缺少的器材是。
（3）实验中用打点计时器打出的纸带如下图所示，其中，A为打下的第1个点，C、D、E、F为距A较远的连续选取的四个点（其他点子未标出）．用刻度尺量出C、D、E、F到A的距离分别为s₁=20.06cm，s₂=24.20cm，s₃=28.66cm，s₄=33.60cm重锤的质量为m=1.00kg；电源的频率为f=50Hz；实验地点的重力加速度为g=9.80m/s²．为了验证打下A点到打下D点过程中重锤的机械能守恒．则应计算出：打下D点时重锤的速度v=____m/s，重锤重力势能的减少量ΔE_p=____J，重锤动能的增加量ΔE_k=____J。