一根长为L、质量不计的硬杆OA，杆的中点C及A端各固定一个质量均为m的小球，杆、球系统可在竖直平面内绕O端的水平轴转动，如图所示。若开始时杆处于水平位置，并由静

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一根长为L、质量不计的硬杆OA，杆的中点C及A端各固定一个质量均为m的小球，杆、球系统可在竖直平面内绕O端的水平轴转动，如图所示。若开始时杆处于水平位置，并由静止释放，当该系统在转动过程中通过竖直位置时，A端小球的速度v_A为多大？中点小球的机械能比在水平位置时减少了多少？

答案

解：在转动过程中，A、C两球的角速度相同，设A球的速度为v_A，C球的速度为v_C，则有v_A=2v_C ①
以A、C和杆组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律，并选最低点为零势能参考平面，则有
E₁=mgL+mgL=2mgL

E₁=E₂，即

②
①②两式结合可以求出

小球C的机械能减少量为

举一反三

如图所示，ABC和DEF是在同一竖直平面内的两条光滑轨道，其中ABC的末端水平，DEF是半径为r=0.4 m的半圆形轨道，其直径DF沿竖直方向，C、D可看做重合。现有一可视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H的地方由静止释放。
(1)若要使小球经C处水平进入轨道DEF内测且能沿轨道运动，H至少要有多高；
(2)若小球静止释放处离C点的高度h小于(1)中H的最小值，小球可击中与圆心等高的E点，求此h的值。(取g=10 m/s²)

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如图，一倾角为30°的光滑斜面，底端有一与斜面垂直的固定档板M，物块A、B之间用一与斜面平行轻质弹簧连结，现用力缓慢沿斜面向下推动物块B，当弹簧具有5J弹性势能时撤去推力，释放物块B；已知A、B质量分别为5kg、2kg，弹簧的弹性势能表达式为

，其中k为弹簧的劲度系数，大小为1000N/S，x为弹簧形变量。(g=10m/s²)
（1）求当弹簧恢复原长时，物块B的速度；
（2）试判断在B上升过程中，能否将A拉离档板？若能，请计算A刚离开档板时B的动能；若不能，请计算B在最高点处的加速度。

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如图所示，用长为L的轻绳拴一质量为m的小球，一端固定在O点，小球从最低点开始运动．若小球恰能在竖直面内做圆周运动，取O点所在平面为零势能面，则小球在最低点时具有的机械能为

[     ]
A．mgl
B．1.5mgl
C．2.5mgl
D．2mgl

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一电动小车沿如图所示的路径运动，小车从A点由静止出发，沿粗糙的水平直轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直圆形轨道，运动一周后又从B点离开圆轨道进入水平光滑轨道BC段，在C 与平面D 间是一蓄水池。已知小车质量m=0.1kg、L=10m、R=0.32m、h=1.25m、s=1.50m，在AB段所受阻力为0.3N。小车只在AB路段可以施加牵引力，牵引力的功率为P=1.5W，其他路段电动机关闭。问：要使小车能够顺利通过圆形轨道的最高点且能落在右侧平台D上，小车电动机至少工作多长时间？（g取10m/s²）

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如图所示，在竖直面内有一个光滑弧形轨道，其末端水平，且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切，并平滑连接。A、B两滑块（可视为质点）用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧。两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，其中前面的滑块A沿圆形轨道运动恰能通过轨道最高点。已知圆形轨道的半径R=0.50m，滑块A的质量m_A=0.16kg，滑块B的质量m_B=0.04kg，两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度h=0.80m，重力加速度g取10m/s²，空气阻力可忽略不计。求：
（1）A、B两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小；
（2）滑块A被弹簧弹开时的速度大小；
（3）弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能。

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