题目内容

如图所示,光滑水平面上有如图所示的滑板,滑板的质量为2 Kg,右端与轻质弹簧相连,弹簧处于原长状态,左端有弹性档板,O点左侧是粗糙的,长1 m,动摩擦因数为0.1;O点右侧是光滑的.在滑板的左端有质量为2 Kg的小物块A(可视为质点),现给A向右的瞬间冲量20 N·S;试求:

(1)A与弹簧接触过程中的最大弹性势能;

(2)物块A最终相对滑板静止时,距离O点多远.

答案:
解析:

  (1)由动量定理知:设A的初速度为v0I=mv0

  由①式得:v0=5m/s ②

  设第一次与弹簧接触压缩到最短时,弹簧弹性势能最大,此时滑板与速度相同为,设与滑板之间的滑动摩擦力.

  由动量守性

  

  由③式得: ④

  由能量守恒:表示内能,表示最大的弹性势能

   ⑤

  

  由④⑤⑥得:

 

  (2)A与滑板碰撞过程无机械能损失,在粗糙面上滑动相对路程为s,机械能转化的内能为,最终滑板与A速度相同为由动量守恒:

   ⑧

   ⑨

  由能量守恒:

   ⑩

  由⑩式得:

  分析 知A第25次到达点相对滑板静止,故距点距离为0 m   11

  评分参考:①③⑥⑧11式分别得2分,⑤⑩式分别得3分,②④⑦⑨式分别得1分


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