(12分)如图所示,质量为m的滑块可沿竖直平行轨道上下运动(图中轨道未画出),在滑块正下方置一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧上端固定一质量为m的顶板。现在让滑块从距离弹簧顶板

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 功能关系/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(12分)如图所示,质量为m的滑块可沿竖直平行轨道上下运动(图中轨道未画出),在滑块正下方置一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧上端固定一质量为m的顶板。现在让滑块从距离弹簧顶板h高处由静止落下,与顶板碰撞并粘连在一起,滑块、顶板与轨道间的摩擦均忽略不计,在整个过程中弹簧始终处于弹性限度内。求:
(1)滑块与顶板碰撞后的共同速度;
(2)滑块与顶板碰撞后继续下落过程中的最大速度。已知弹簧的弹性势能Ep与弹簧形变量的关系为

◎ 答案

(1)…………
(2)………………

◎ 解析

解:(1)设滑块撞击顶板的速度为,碰扣共同速度为,由机械能守恒和动量守恒得:
①……………………(2分)
②……………………(2分)
解得:………………(2分)
(2)设弹簧开始时的压缩量为,两者达到最大速度时的压缩量为,最大速度为,有:③………………(1分)
④………………(1分)
设两者达到最大速度时的位置为重力势能零点,由机械能守恒定律,有:
⑤………………(2分)
联立以上各式,解得:……………………(2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)如图所示,质量为m的滑块可沿竖直平行轨道上下运动(图中轨道未画出),在滑块正下方置一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧上端固定一质量为m的顶板。现在让滑块从距离弹簧顶板…”主要考查了你对  【功能关系】  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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