题目内容
图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料--ER流体，它对滑块的阻力可调．起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L，现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动．为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为
时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变．试求（忽略空气阻力）：（1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；
（2）滑块向下运动过程中加速度的大小；
（3）滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小．
【答案】分析：（1）根据机械能守恒可以求得碰撞前物体的速度大小，在根据动量守恒可以求得碰撞后物体的速度大小，从而可以求得碰撞中能量的损失；
（2）由物体的运动过程可以求得物体的加速度的大小；
（3）对物体受力分析，由牛顿第二定律可以求得滑块受到的阻力的大小．
解答：
解：
（1）设物体下落末速度为v，由机械能守恒定律
得
设碰后共同速度为v1，由动量守恒定律
2mv1=mv
得
．
碰撞过程中系统损失的机械能力
．
（2）设加速度大小为a，有2as=v12
得
．
（3）设弹簧弹力为FN，ER流体对滑块的阻力为FER，
受力分析如图所示 FS+FER-2mg=2ma
FS=kx
x=d+
．
答：（1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能为
mgL；
（2）滑块向下运动过程中加速度的大小为
；
（3）滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小为mg+
-Kd．
点评：本题中不仅用到了机械能守恒还有动量守恒和牛顿第二定律，题目的综合性较强，能够很好考查学生的分析问题的能力．
（2）由物体的运动过程可以求得物体的加速度的大小；
（3）对物体受力分析，由牛顿第二定律可以求得滑块受到的阻力的大小．
解答：
解：（1）设物体下落末速度为v，由机械能守恒定律
得
设碰后共同速度为v1，由动量守恒定律
2mv1=mv
得
．碰撞过程中系统损失的机械能力
．（2）设加速度大小为a，有2as=v12
得
．（3）设弹簧弹力为FN，ER流体对滑块的阻力为FER，
受力分析如图所示 FS+FER-2mg=2ma
FS=kx
x=d+
．答：（1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能为
mgL；（2）滑块向下运动过程中加速度的大小为
；（3）滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小为mg+
-Kd．点评：本题中不仅用到了机械能守恒还有动量守恒和牛顿第二定律，题目的综合性较强，能够很好考查学生的分析问题的能力．
练习册系列答案
金博士一点全通系列答案
相关题目
如图所示，图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料--ER流体，它对滑块的阻力可调．起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L．现突然给滑块一个向下的大小为
（2008?重庆）图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料--ER流体，它对滑块的阻力可调．起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L，现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动．为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为
（2010?宿州二模）如图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料-ER流体，它对滑块的阻力可调．起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L，现有一质量为M=2m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块瞬间碰撞后粘在一起向下运动．为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为
时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变.试求（忽略空气阻力）。
时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变.试求（忽略空气阻力）: