题目内容
【题目】如图所示,轻弹簧一端固定在O点,另一端与O点正下方的物块连接,弹簧处于原长,弹簧的原长为L,物块的质量为M,静止在光滑水平面上。一颗质量为m的子弹以大小为
的水平速度射入物块并留在物块中,当物块的速度减为零时,物块对水平面的压力刚好为零。轻弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,求:
(1)轻弹簧获得的最大弹性势能;
(2)当物块的速度减为零时,物块的加速度。
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【答案】(1)
;(2)![]()
【解析】
(1)子弹射入物块过程动量守恒
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求得
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由于水平面光滑,因此子弹打进物块后,物块、子弹和弹簧组成的系统机械能守恒
弹簧获得的最大弹性势能
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(2)设轻弹簧的最大形变量为x,设物块速度为零时,弹簧与水平方向的夹角为
,由题意可知,
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由几何关系可知
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求得
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