例题 01-03-04-01.
如图,一质量为
m
的滑环套在半径为
R
的半圆形铅直轨道
AB
上,并与一原长为
l
、劲度系数为
k
的轻弹簧相连接,弹簧的另一端固定在
O
点,
OB
=
L
,且
L
=
R
=
l
,求滑环从轨道顶点
A
自静止开始下滑到
B
点时的速度为多大?不计一切摩擦。
01-03-04-01
01-03-04-02
01-03-04-03
解: 滑环沿轨道下滑过程中,受重力
W
、轨道支承力
N
和弹簧拉力
F
作用,其中,支系力
N
处处垂直干轨道,故不作功,即
,而重力
W
和弹簧弹性力
F
皆为保守力,它们所作的功与经历的路径无关,只与始、末位置有关,按题设,它们所作的功分别为
按质点功能定理,有
由此解得滑环到达
B
点时的速度大小为