题目内容
【题目】如图所示,竖直管底部安装一个劲度系数为k=500N/m的轻质弹簧,其上端与活塞B相连,活塞A、B质量均为m=1kg,它们与管壁间的滑动摩擦力均为Kmg(K=0.2).初始时B处于静止状态,A从距B高为H=1m处静止释放,与B相碰后一起经时间t1=0.2s下落距离x=3cm到达最低点,然后向上运动t2=0.3后与弹簧分离,弹簧的弹性势能公式为Ep=kx2,X为形变量,A、B可视为质点,求:(g=10m/s2, =1.84)
(1)A、B与弹簧分离后的速度大小;
(2)A、B一起运动过程中弹簧弹力的总冲量大小。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)活塞A运动到B的过程中重力与摩擦力做功,由动能定理得:
mgH-KmgH=mv02
A与B碰撞的过程时间短,可以认为动量守恒,选取向下为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=2mv1
代入数据得:v1=2m/s
A与B碰撞前B静止,设此时弹簧的压缩量为x0;A与一起向下运动的过程中重力做正功,摩擦力与弹簧的弹力做负功,由功能关系得:
练习册系列答案
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