题目内容

【题目】如图所示,用轻弹簧将质量均为m=1kg的物块AB连接起来,将它们固定在空中,弹簧处于原长状态,A距地面的高度h1=0.15m.同时释放两物块,设A与地面碰撞后速度立即变为零,由于B压缩弹簧后被反弹,使A刚好能离开地面(但不继续上升).已知弹簧的劲度系数k=100N/m,取g=10m/s2.求:

1)物块A刚到达地面的速度;

2)物块B反弹到最高点时,弹簧的弹性势能;

3)若将B物块换为质量为2m的物块C(图中未画出),仍将它与A固定在空中且弹簧处于原长,从A距地面的高度为h2处同时释放,C压缩弹簧被反弹后,A也刚好能离开地面,此时h2的大小.

【答案】11.73m/s

20.5J

30.125m

【解析】

试题(1)依题意,AB两物块一起做自由落体运动 1分)

A物块落地时速度为v1,此时B的速度也为v1

则有1分)

2)设A刚好离地时,弹簧的形变量为x,此时B物块到达最高点

A物块,有1分)

A落地后到A刚好离开地面的过程中,对于AB及弹簧组成的系统机械能守恒,

3分)

②③④可得:1分)

3)换成C后,设A落地时,C的速度为v2

则有1分)

A落地后到A刚好离开地面的过程中,AC及弹簧组成的系统机械能守恒,

则有3分)

联立解得1分)

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