题目内容

如图所示,将质量均为m厚度不计的两物块AB用轻质弹簧相连接,只用手托着B物块于H高处,A在弹簧弹力的作用下处于静止,将弹簧锁定.现由静止释放ABB物块着地时解除弹簧锁定,且B物块的速度立即变为0,在随后的过程中当弹簧恢复到原长时A物块运动的速度为υ0,且B物块恰能离开地面但不继续上升.已知弹簧具有相同形变量时弹性势能也相同.

(1)B物块着地后,A向上运动过程中的最大速度υ1

(2)B物块着地到B物块恰能离开地面但不继续上升的过程中,A物块运动的位移Δx

(3)第二次将前面所述弹簧锁定状态下的AB两物块,如图所示放到地面上,将厚度不计,质量也为m的物体C从距A某一高度处由静止释放,C与A碰撞瞬间结为一体,成为物体D,同时解除弹簧锁定,在随后的过程中B物块恰能离开地面但不继续上升,求C距A高度h为多少处释放?当弹簧恢复到原长时D物块运动的速度υD为多少?

(1)  (2) Δx=H (3) h=4H  


解析:

(2)B物块恰能离开地面时,弹簧处于伸长状态,弹力大小等于T1=mgB物块刚着地解除弹簧锁定时,弹簧处于压缩状态,弹力大小T2=mg.因此,两次弹簧形变量相同,则这两次弹簧弹性势能相同,设为EP

B物块恰能离开地面但不继续上升,此时A物块速度为0.

B物块着地到B物块恰能离开地面但不继续上升的过程中,A物块和弹簧组成的系统机械能守恒

       (2分)

得Δx=H   (1分)

(3)   (2分)   

 (2分)  

B物块恰能离开地面时,弹簧处于伸长状态,弹            力大小T3=mg.弹性势能仍为EP

机械能守恒:

  (2分)  

h=4H      (1分)

第一次从B物块着地到弹簧恢复原长过程中,弹簧和A物块组成的系统机械能守恒

     (2分)

第二次弹簧和D物块组成的系统机械能守恒

     (2分)

       (1分) 

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