如图所示,物块C质量mc=4kg,上表面光滑,左边有一立柱,放在光滑水平地面上;一轻弹簧左端与立柱连接,右端与物块B连接,mB=2kg;竖直放置的半径R=1.8m的光滑四分之一圆弧

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目



如图所示,物块C质量mc=4kg,上表面光滑,左边有一立柱,放在光滑水平地面上;一轻弹簧左端与立柱连接,右端与物块B连接,mB=2kg;竖直放置的半径R=1.8m的光滑四分之一圆弧最低点的切线水平,且与物块C上表面在同一水平面。物块A从圆弧的顶点静止释放,达到最低点时炸裂成质量m1=2kg,m2=1kg的两个物块1和2,物块1水平向左运动与B粘合在一起,物块2具有水平向右的速度,刚好回到圆弧的最高点。AB都可以看着质点。取g=10 m/s2。求:
(1) 物块A炸裂时增加的机械能△E是多少?
(2) 在以后的过程中,弹簧最大的弹性势能Epm是多大?
(3) 从弹簧开始被压缩到被压缩到最短的过程中,物块B对弹簧做的功W是多少?

◎ 答案

(1)108 J     (2)36 J (3)54 J

◎ 解析

(1)设物块A炸裂前的速度为v0,由动能定理

设物块1的初速度为v1,物块2的初速度为v2,则v2=v0
mAv0= m1v1m2v2
mA=m1+m2      解得v1=12m/s
 
解得△E ="108" J
(2) 设物块1B粘合在一起的共同速度为vB,由动量守恒
m1v1=(m1+mB)vB
vB="6" m/s
在以后的过程中,当物块C和1、B的速度相等时,弹簧的弹性势能最大,设共同速度为vm,由动量守恒    (m1+mB)vB=(m1+mB+mC)vm
vm="3" m/s
由能量守恒得
Epm= 36 J
(3)从弹簧被压缩到被压缩到最短的过程中,根据功能关系有

W="54 J"

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,物块C质量mc=4kg,上表面光滑,左边有一立柱,放在光滑水平地面上;一轻弹簧左端与立柱连接,右端与物块B连接,mB=2kg;竖直放置的半径R=1.8m的光滑四分之一圆弧…”主要考查了你对  【动能定理】  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。

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