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如图所示，质量均为m的两物体A、B分别与轻质弹簧的两端相连接，将它们静止放在地面上．一质量也为m的小物体C从距A物体h高处由静止开始下落．C与A相碰后立即粘在一起向下运动，
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，质量均为m的两物体A、B分别与轻质弹簧的两端相连接，将它们静止放在地面上．一质量也为m的小物体C从距A物体h高处由静止开始下落．C与A相碰后立即粘在一起向下运动，以后不再分开．当A与C运动到最高点时，物体B对地面刚好无压力．不计空气阻力．弹簧始终处于弹性限度内．已知重力加速度为g．求
（1）A与C一起开始向下运动时的速度大小．
（2）A与C一起运动的最大加速度大小．
（3）弹簧的劲度系数．（提示：弹簧的弹性势能只由弹簧劲度系数和形变量大小决定）
◎ 答案
（1）设小物体C从静止开始运动到A点时的速度为v，由机械能守恒定律有：
mgh=
1
2
m
v
2
设C与A碰撞粘在一起的速度为v′，由动量守恒定律得，
mv=（m+m）v′，
解得
v′=
1
2
2gh
．
答：A与C一起开始向下运动时的速度大小为
1
2
2gh
．
（2）A与C一起将在竖直方向上做简谐运动．当A与C运动到最高点时，回复力最大，加速度最大、
AC、B受力如图．
B受力平衡有：F=mg
对AC运用牛顿第二定律：F+2mg=2ma
解得a=1.5g．
答：A与C一起运动的最大加速度大小为1.5g．
（3）设弹簧的劲度系数为k
开始时A处于平衡状态，设弹簧的压缩形变量为△x
对A有k△x=mg①
当A与C运动到最高时，设弹簧的拉伸形变量为△x″
对B有k△x″=mg②
由以上两式得△x=△x″
因此，在这两个位置时弹簧的弹性势能相等：
对A、C，从原平衡位置到最高点，根据机械能守恒定律
E
弹
+
1
2
(m+m)v
′
2
=2mg(△x+△x″)+
E
弹
′
③
联立各式解得：
k=
8mg
h
答：弹簧的劲度系数为
8mg
h
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，质量均为m的两物体A、B分别与轻质弹簧的两端相连接，将它们静止放在地面上．一质量也为m的小物体C从距A物体h高处由静止开始下落．C与A相碰后立即粘在一起向下运动，…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】，【机械能守恒定律】，【动量守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/338144.html
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