Question

如圖是為了檢驗某種防護罩承受沖擊能力的裝置的一部分，M為半徑為R=1.0m、固定于豎直平面內的四分之一光滑圓弧軌道，軌道上端切線水平，M的下端相切處置放豎直向上的彈簧槍，可發射速度不同的質量m=0.01kg的小鋼珠，假設某次發射的鋼珠沿軌道內側恰好能經過M的上端點水平飛出，取g=10m/s²，彈簧槍的長度不計，則發射該鋼珠前，彈簧的彈性勢能為（　　）

A．0.10 J

B．0.15 J

C．0.20 J

D．0.25 J

Answer 1

分析：在M軌道最高點，重力提供向心力，根據牛頓第二定律列方程求解最高點速度，然后根據機械能守恒定律列式求解；

解答：解：設鋼珠在M軌道最高點的速度為v，在最高點，由題有：
mg=m

v2

R

從發射前到最高點，由機械能守恒定律有：
E_P=mgR+

1

2

mv²=0.15J
故選：B．

點評：根據重力恰好提供向心力求解出最高點速度是突破口，然后根據機械能守恒定律求解．