题目内容

如图所示,物块A与竖直轻弹簧相连,放在水平地面上,一个物块B由距弹簧上端O点H高处自由落下,落到弹簧上端后将弹簧压缩,为了研究物块B下落的速度随时间变化的规律和物块A对地面的压力随时间变化的规律,某位同学在物块A的正下方放置一个压力传感器,测量物块A对地面的压力,在物块B的正上方放置一个速度传感器,测量物块B下落的速度.在实验中测得:物块A对地面的最小压力为P1,当物块B有最大速度时,物块A对地面的压力为P2,已知弹簧的劲度系数为k,物块B的最大速度为v,重力加速度为g,不计弹簧的质量.

(1)

求物块A的质量;

(2)

求物块B在压缩弹簧开始直到B达到最大速度的过程中弹簧做的功;

(3)

若用T表示物块B的速度由v减到零所用的时间,用P3表示物块A对地面的最大压力,试推测:物块的速度由v减到零的过程中,物块A对地面的压力P随时间t变化的规律可能是下列函数中的(要求说明推测的依据)

[  ]

A.

P=P2+(P3-P2)()

B.

P=P1+(P3-P1)()

C.

P=P2+(P3-P2)sin()

D.

P=P1+(P3-P1)sin()

答案:3.C;
解析:

(1)

(2)

(3)

  P=P2+(P3-P2)sin()

  物块B与弹簧接触后,在重力和弹力作用下,在竖直方向上做简谐运动,周期为4T,物块A对地面的压力大小P等于A的重力与弹簧的弹力之和,则P随时间变化的关系只可能是正弦函数,选项AB都不正确,当t=0时,压力P=P2;当t=T时,压力最大为P3,只有选项C正确.


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