题目内容

如图所示,质量为M=3 kg的木板静止在光滑的水平面上,其左端的壁上固定一轻弹簧,右端放置一质量为m=1 kg的小物块,小物块与木块间的动摩擦因数为μ=0.3,今对小物块施加一个水平向左的瞬时冲量I0=8 N·s,小物块相对于木板向左运动而压缩弹簧使弹性势能增大为最大值Emax=21 J,设弹簧未超出弹性限度,并取重力加速度为g=10 m/s2.求:

(1)当弹簧弹性势能最大时小物块的速度为多大?

(2)弹簧的弹性势能最大时小物块相对于木板向左运动的最大距离为多少?

答案:
解析:

  解:(1)设物体获得的初动速度为v0

  根据动量定理:I=mv0 (3分)  V0=8 m/s (1分)

  当压缩弹簧达到最大值时,M、m达到共同速度v1

  根据动量守恒定律: (6分)  v1=2 m/s (1分)

  (2)设小物块相对木板向左运动的最大距离为L

  根据能的转化和守恒:

   (6分)

  代数据得;L=1 m (2分)


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