题目内容

如图6-12质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩，现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升.若将C换成另一个质量为（m1+m3）的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B刚离地时D的速度的大小是多少？已知重力加速度为g.

图6-12
v=
开始时，A、B静止，设弹簧压缩量为x1，有kx1=m1g                      ①
挂C并释放后，C向下运动，A向上运动，设B刚要离地时弹簧伸长量为x2,有
kx2=m2g                                                                    ②
B不再上升，表示此时A和C的速度为零，C已降到其最低点，由机械能守恒，与初始状态相比，弹簧弹性势能的增加量为
ΔE=m3g(x1+x2)-m1g(x1+x3)                                                    ③
C换成D后，当B刚离地时弹簧势能的增量与前一次相同，由能量关系得
（m3+m1）v2+m1v2=（m3+m1）g·(x1+x2)-m1g(x1+x2)-ΔE                     ④
由③④式得
（m3+2m1）v2=m1g(x1+x2)                                                  ⑤
由①②⑤得
v=.
练习册系列答案
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⑴学生与地面撞击过程中损失的机械能；
⑵学生与地面撞击过程中速度改变量的大小和方向。
（18分）把一个质量为m、带正电荷且电量为q的小物块m放在一个水平轨道的P点上，在轨道的O点有一面与轨道垂直的固定墙壁。轨道处于匀强电场中，电场强度的大小为E，其方向与轨道（ox轴）平行且方向向左。若把小物块m从静止状态开始释放，它能够沿着轨道滑动。已知小物块m与轨道之间的动摩擦因数μ，P点到墙壁的距离为，若m与墙壁发生碰撞时，其电荷q保持不变，而且碰撞为完全弹性碰撞（不损失机械能）。求：
（1）如果在P点把小物块从静止状态开始释放，那么它第1次撞墙后瞬时速度为零的位置坐标、第2次撞墙之后速度为零的位置坐标的表达式分别是什么？
（2）如果在P点把小物块从静止状态开始释放，那么它最终会停留在什么位置？从开始到最后它一共走了多少路程（s）？
（3）如果在P点瞬间给小物块一个沿着x轴向右的初始冲量，其大小设为I，那么它第一次又回到P点时的速度（）大小为多少？它最终会停留在什么位置？从开始到最后它一共走了多少路程？
（18分）如图所示，在光滑水平面上有两个物块，质量分别为，物块右端栓接轻弹簧1。现用物块将固定在墙壁上的弹簧2缓慢压缩，当弹簧2的弹性势能为时，释放物块。物块被弹簧2弹开后，碰到弹簧1（不粘连），由于比大得多，物块被反弹，并将在两弹簧之间往复运动。则从释放物块开始，在以后整个运动过程中，求：
（1）弹簧1所能获得的最大弹性势能；
（2）弹簧1对物块A的总冲量的最小值。
如图7-6-5所示，两个质量相同的物体A和B，在同一高度处，A物体自由落下，B物体沿光滑斜面下滑，则它们到达地面时（空气阻力不计）（   ）

图7-6-5
A.速率相同，动能相同
B.B物体的速率大，动能也大
C.A、B两物体在运动过程中机械能都守恒
D.B物体重力所做的功比A物体重力所做的功多
如图所示，固定的光滑圆柱体半径R=(m)，匀质柔软绳长度L=3m，质量m=0.9kg，搭放在圆柱体上，绳子右端A刚好与圆心O等高。（g=10m/s2）

小题1:若使绳子在如图位置静止，在A端施加的竖直向下的拉力F1多大？
小题2:若给绳一个初速度v=2m/s，同时给A端竖直向下的力F2，为保持A端在一段时间内竖直向下匀速运动，则力F2与时间t之间满足什么关系？
小题3:若给绳一个初速度v=2m/s，为使绳能够从圆柱体右侧滑落，在A端施加的竖直向下的拉力至少做多少功？
（原创题）将质量为M=30kg、长为L=2.0m长为的平板车放在光滑水平地面上，车的左端放一质量m="5" kg的物体，m与M之间的动摩擦因数=0.3,今用力F=20N的水平拉力试图将m拉离车的右端，车的右端距固定墙0.25m，车与墙发生碰撞时没有能量损失。求
（1）  车与墙碰撞过程中的动量变化量。
（2）  m离开车的右端力F的瞬时功率。
（3）  m离开车的右端，所需要的时间 。
（4）  车与墙发生碰撞后到m在离开车的右端过程中，系统由于摩擦产生的热量。


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如图所示，斜面的倾角为θ，物体从斜面上的A点以初速度沿斜面上滑，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，物体沿斜面向上滑至B点后又沿斜面下滑，当物体通过C点时，其速度大小也恰好为，求AC间的距离。

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