(1)设小球在C处的速度为vC,则由C到A有
s=vCt,y=2R=gt2。
由以上两式得v=。
小球从A到C有WF-2mgR=mv,
解得WF=mg(2R+)=(0.5s2+0.5) J。
(2)当WF最小时,物块刚好能够通过C点,
此时mg=。
由C到A仍做平抛运动,所以v=仍成立。
由以上两式得s=2R。代入公式可求得恒力做功的最小值为WFmin=(0.5+0.5×4×0.252) J=0.625 J。
答案 (1)(0.5x2+0.5) J (2)0.625 J
2.解析 (1)依题意,当弹簧竖直放置,长度被压缩至l时,质量为5m的物体的动能为零,其重力势能转化为弹簧的弹性势能。由机械能守恒定律知,弹簧长度为l时的弹性势能为Ep=5mgl ①
设P到达B点时的速度大小为vB,由能量守恒定律得
Ep=mv+μmg(5l-l) ②
联立①②式,并代入题给数据得
vB= ③
若P能沿圆轨道运动到D点,其到达D点时的向心力不能小于重力,即P此时的速度大小v应满足
-mg≥0 ④
设P滑到D点时的速度为vD,由机械能守恒定律得
mv=mv+mg·2l ⑤
联立③⑤式得vD= ⑥
vD满足④式要求,故P能运动到D点,并从D点以速度vD水平射出。设P