图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有一劲度为k的轻弹簧,其下端固定,上端连接一质量为m的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料--ER流体,它对滑块的阻力可调.起初
◎ 题目
图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有一劲度为k的轻弹簧,其下端固定,上端连接一质量为m的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料--ER流体,它对滑块的阻力可调.起初,滑块静止,ER流体对其阻力为0,弹簧的长度为L,现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下,与滑块碰撞后粘在一起向下运动.为保证滑块做匀减速运动,且下移距离为
(1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能; (2)滑块向下运动过程中加速度的大小; (3)滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小. |
◎ 答案
(1)设物体下落末速度为v0,由机械能守恒定律mgL=
得v0=
设碰后共同速度为v1,由动量守恒定律 2mv1=mv0 得v1=
碰撞过程中系统损失的机械能力△E=
(2)设加速度大小为a,有2as=v12 得 a=
(3)设弹簧弹力为FN,ER流体对滑块的阻力为FER, 受力分析如图所示 FS+FER-2mg=2ma FS=kx x=d+
得FER=mg+
答:(1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能为
(2)滑块向下运动过程中加速度的大小为
(3)滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小为mg+
|
◎ 解析
“略”◎ 知识点
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下一篇:如图所示,质量为mA=2m的长木板长为L、A置于光滑的水平地面上,在其左端放一质量为mB=m的小木块B,A和B之间的摩擦因数等于μ.若使A固定,用水平方向的恒力F拉B,B的加速度为μ
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