题目内容

如图所示,一质量为m的小物体固定在劲度系数为k的轻弹簧右端,轻弹簧的左端固定在竖直墙上,水平向左的外力F推物体压缩弹簧,使弹簧长度被压缩了b。已知弹簧被拉长(或者压缩)长度为x时的弹性势能EP =kx2。求在下述两种情况下,撤去外力后物体能够达到的最大速度。
(1)地面光滑;
(2)物体与地面的动摩擦因数为μ。
解:(1)地面光滑情况下。弹簧达到原长时,物体速度最大,为v1
弹簧被压缩后,弹性势能Ep =kb2
根据机械能守恒,有Ep=
所以,v1 ==
(2)物体与地面的动摩擦因数为μ情况下。当弹簧弹力等于滑动摩擦力时,物体速度最大,为v2
设这时弹簧的形变量为s,有ks=μmg
此时,弹簧弹性势能
根据能量守恒定律有Ep=mg(bs)+Ep'
所以,kb2 =mg(bs)+ ks2  ②
联立①、②式解得 v2=
练习册系列答案
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