题目内容
如图所示,质量为M的长滑块静止在光滑水平地面上,左端固定劲度系数为k且足够长的轻质弹簧,右侧用一不可伸长的细绳连接于竖直墙上,细绳所能承受的最大拉力为T,使一质量为m、初速度为vo的小物体,在滑块上无摩擦地向左滑动而后压缩弹簧,弹簧的弹性势能表达式为Ep=(1)给出细绳被拉断的条件;
(2)滑块在细绳拉断后被加速的过程中,所能获得向左最大的加速度为多大?
(3)物体最后离开滑块时,相对地面速度恰好为零的条件是什么?
解:(1)设弹簧压缩x 则有
2 ∴
,故
。(2)绳被拉断时,小物体速度为v,有kx1=T
得
当弹簧压缩最短时,滑块有向左的最大加速度,有
又
故
(3)设离开时滑块速度为v2,有mv=Mv2
∴
故m>M。
练习册系列答案
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