题目内容
【题目】如图所示,EF为水平地面,O点左侧是粗糙的、右侧是光滑的。一轻质弹簧右端与墙壁固定,左端与静止在O点质量为m的小物块A连结,弹簧处于原长状态。质量为m的物块B在大小为F的水平恒力作用下由C处从静止开始向右运动,已知物块B与地面EO段间的滑动摩擦力大小为,物块B运动到O点与物块A相碰并一起向右运动(设碰撞时间极短),A、B虽接触而不粘连,当运动到D点时撤去外力F。已知CO 长度为4S,OD 长度为S,整个过程中弹簧都在其弹性限度内。求撤去外力后:
(1)弹簧的最大弹性势能;
(2)物块B最终离O点的距离。
【答案】(1) (2)
【解析】
解:(1)B与A碰撞前速度由动能定理(3分)
得(1分)
B与A碰撞,由动量守恒定律(3分)
得(1分)
碰后到物块A、B运动至速度减为零,弹簧的最大弹性势能
(2分)
(2)设撤去F后,A、B一起回到O点时的速度为,由机械能守恒得
(2分)
(2分)
返回至O点时,A、B开始分离,B在滑动摩擦力作用下向左作匀减速直线运动,设物块B最终离O点最大距离为x
由动能定理得:(2分)
(2分)
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