如图8所示，半径分别为R和r（R>r)的甲、乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧a、b被两小

题文

如图8所示，半径分别为R和r（R>r)的甲、乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧a、b被两小球夹住，同时释放两小球，a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点.求：



图8
（1）两小球的质量比；
（2）若m_a=m_b=m，要求a、b还都能通过各自的最高点，弹簧释放前至少具有多少弹性势能？

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）

 （2）5mgR

解析

（1）a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点的速度分别为v_a′=

         ①
v_b′=

                                                                   ②
由动量守恒定律m_av_a=m_bv_b                                                                                 ③
由机械能守恒定律

m_av_a²=

m_av_a′²+m_ag2R                                     ④


m_bv_b²=

m_bv_b′²+m_bg2r                                                     ⑤
联立①②③④⑤得

.                                            ⑥
（2）若m_a=m_b=m，由动量守恒定律得v_a=v_b=v₀                                  ⑦
当a球恰好能通过圆轨道的最高点时，E_弹最小，E_弹=(

mgR+mg2R)×2="5mgR.      " ⑧

考点

据考高分专家说，试题“如图8所示，半径分别为R和r（R>.....”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。