如图所示，竖直放置的圆弧轨道和水平轨道两部分相连．水平轨道的右侧有一质量为 2 m的滑块C与轻质弹簧的一端相连，弹簧的另一端固定在竖直的墙M上，弹簧处

题文

（20分）如图所示，竖直放置的圆弧轨道和水平轨道两部分相连．水平轨道的右侧有一质量为 2 m的滑块C与轻质弹簧的一端相连，弹簧的另一端固定在竖直的墙M上，弹簧处于原长时，滑块C静止在P点处；在水平轨道上方O处，用长为L的细线悬挂一质量为m的小球B，B球恰好与水平轨道相切，并可绕O点在竖直平面内摆动。质量为m的滑块A由圆弧轨道上静止释放，进入水平轨道与小球B发生弹性碰撞．P点左方的轨道光滑、右方粗糙，滑块A、C与PM段的动摩擦因数均为

=0.5，A、B、C均可视为质点，重力加速度为g．
（1）求滑块A 从2L高度处由静止开始下滑,与B碰后瞬间B的速度。
（2）若滑块A能以与球B 碰前瞬间相同的速度与滑块C相碰，A至少要从距水平轨道多高的地方开始释放?
（3）在（2）中算出的最小值高度处由静止释放A，经

一段时间A与C相碰，设碰撞时间极短，碰后一起压缩弹簧，弹簧最大压缩量为

L，求弹簧的最大弹性势能。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）2


（2）H


（3）

解析

（

1）对A，由机械能守恒得:mg2L=

        ------2分
v₀=2

                                            -------1分
A与B碰

                              -------2分


                                 -------2分
速度交换，v_B= v₀ =2

                                ------1分
（2）要使滑块A能以与B碰前瞬间相同的速度与C碰撞，必须使小球B受A撞击后在竖直平面内完成一个完整的圆周运动后从左方撞击A，使A继续向右运动。
设A从距水平面高为H的地方释放，与B碰前的速度为v₀
对A，由机械能守恒得：

                   -----  2 分
设小球B通过最高点的速度为v_B，则它通过最高点的条件

是：


                                             ------- 2 分
小球B 从最低点到最高点的过程机械能守恒：


                           

    -------- 2 分
解得： H

                                       -------- 1分
（3）从这个高度下滑的A与C碰撞前瞬间

速度：

   ----- 2 分
设A与C碰后瞬间的共同速度为v，由动量守恒：


                                       -------- 2 分
A、C一起压缩弹簧，由能量守恒定律。有：


                -------2分
解得：  

                               -- ----1分

考点

据考高分专家说，试题“（20分）如图所示，竖直放置的圆弧轨道和.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。

动量守恒定律

动量守恒定律：
1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、表达式：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁'+m₂v₂'。
3、动量守恒定律成立的条件：
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零；
②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计；
③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”：
①矢量性；②瞬时性；③相对性；④普适性。

动量守恒定律与机械能守恒定律的比较：

系统动量守恒的判断方法:

方法一：南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下：
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判断系统的动量是否守恒。
方法二：南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下：
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析，确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况，进而判定系统的动量是否守恒。