如图所示，一内壁光滑的细管弯成半径为R=0.4m的半圆形轨道CD，竖直放置，其内径略大于小球的直径，水平轨道与竖直半圆轨道在C点连接完好．置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙-物理

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如图所示，一内壁光滑的细管弯成半径为R=0.4m的半圆形轨道CD，竖直放置，其内径略大于小球的直径，水平轨道与竖直半圆轨道在C点连接完好．置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连，B处为弹簧的自然状态．将一个质量为m=0.8kg的小球放在弹簧的右侧后，用力向左侧推小球而压缩弹簧至A处，然后将小球由静止释放，小球运动到C处后对轨道的压力为F₁=58N．水平轨道以B处为界，左侧AB段长为x=0.3m，与小球的动摩擦因数为μ=0.5，右侧BC段光滑．g=10m/s²，求：
（1）弹簧在压缩时所储存的弹性势能．
（2）小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力． 360优课网

题型：问答题难度：中档来源：不详

答案

（1）球运动到C处时，由牛顿第二定律得：F1-mg=m

得，v1=

(F1-mg)R

代入解得，v1=5m/s
根据动能定理得，Ep-μmgx=class="stub"1

得，EP=class="stub"1

+μmgx
代入解得，EP=11.2J
（2）小球从C到D过程，由机械能守恒定律得，
class="stub"1

=2mgR+class="stub"1

代入解得，v2=3m/s
由于v2＞

=2m/s，所以小球在D处对轨道外壁有压力，由牛顿第二定律得
F2+mg=m

代入解得，F2=10N
根据牛顿第三定律得，小球对轨道的压力为10N．
答：（1）弹簧在压缩时所储存的弹性势能为11.2J．
（2）小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力为10N．

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如图所示，一内壁光滑的细管弯成半径为R=0.4m的半圆形轨道CD，竖直放置，其内径略大于小球的直径，水平轨道与竖直半圆轨道在C点连接完好．置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙-物理

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