如图13所示，半径为R的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上，桌距水平地面的高度也为R。在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压（小球与弹簧不拴接），处于静止

题型：不详难度：来源：

如图13所示，半径为R的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上，桌距水平地面的高度也为R。在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压（小球与弹簧不拴接），处于静止状态。同时释放两个小球，小球a、b与弹簧在水平桌面上分离后，a球从B点滑上光滑半圆环轨道并恰能通过半圆环轨道最高点A，b球则从桌面C点滑出后落到水平地面上，落地点距桌子右侧的水平距离为。已知小球a质量为m，重力加速度为g。
求：（1）释放后a球离开弹簧时的速度大小；
（2）释放后b球离开弹簧时的速度大小；
（3）释放小球前弹簧具有的弹性势能。

答案

(1)  (2)   (3)

解析

（1）a球恰能通过半圆环轨道最高点A时

  
a球从B运动到A过程中机械能守恒
   
联立解得：    
(2)  b球则从桌面C点滑出做平抛运动
            代入数据求得：  
（3）以ab与弹簧为研究对象，动量守恒：    
得：      弹簧的弹性势能为： 
得