题目内容
图中,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平直导轨上,弹簧处在原长状态。另一质量与B相同滑块A,从导轨上的P点以某一初速度向B滑行,当A滑过距离l1时,与B相碰,碰撞时间极短,碰后A、B紧贴在一起运动,但互不粘连。已知最后A恰好返回出发点P并停止,滑块A和B与导轨的滑动摩擦因数都为,运动过程中弹簧最大形变量为l2,重力加速度为g,求A从P出发的初速度v0。
解析:
令A、B质量皆为m,A刚接触B时速度为v1(碰前)
由功能关系,有
A、B碰撞过程中动量守恒,令碰后A、B共同运动的速度为v2
有
碰后A、B先一起向左运动,接着A、B一起被弹回,在弹簧恢复到原长时,设A、B的共同速度为v3,在这一过程中,弹簧势能始末状态都为零,利用功能关系,有
此后A、B开始分离,A单独向右滑到P点停下,由功能关系有
由以上各式,解得
练习册系列答案
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如图所示,一轻弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且轻弹簧保持原长的A点无初速度地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物由A点摆向最低点的过程中( )
A、重物的重力势能增加 | B、重力对重物一直做正功 | C、弹簧的弹性势能增加 | D、系统的机械能增加 |
如图所示,质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上,一根轻质弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连,弹簧与杆在同一竖直平面内,将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放,小球沿杆下滑,当弹簧位于竖直位置时,小球速度恰好为零,此时小球下降的竖直高度为h,若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内,下列说法正确的是( )
A、弹簧与杆垂直时,小球速度最大 | B、弹簧与杆垂直时,小球的动能与重力势能之和最大 | C、小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量小于mgh | D、小球下滑至最低点的过程中,弹簧的弹性势能增加量等于mgh |