问题
问答题
如图所示,A、B两球的质量均为m,其间有压缩的轻、短弹簧,弹簧处于锁定状态,两球的大小忽略,整体视为质点,该装置从半径为R的竖直光滑圆轨道左侧与圆心等高处由静止下滑,滑至最低点解除对弹簧锁定后,B球恰好能到达轨道最高点,求弹簧处于锁定状态时的弹性势能.
答案
设AB系统滑到圆轨道最低点时速度为V.解除弹簧锁定后速度分别为VA和VB,B到轨道最高点速度为V,则有
2mgR=2×
mV021 2
2mV0=mVA+mVB
2×
mV02+E弹=1 2
m(VA2+VB2)1 2
mg=mV2 R
mVB2=mg.2R+1 2
mV21 2
解得E弹=(7-2
)mgR10
答:弹簧处于锁定状态时的弹性势能为(7-2
)mgR.10