如图所示,轻质弹簧将质量为m的小物块连接在质量为M(M=3m)的光滑框架内。小物块位于框架中心位置时弹簧处于自由长度.现设框架与小物块以共同速度V0沿光滑水平面向左匀速滑动
◎ 题目
如图所示,轻质弹簧将质量为m的小物块连接在质量为M(M=3m)的光滑框架内。小物块位于框架中心位置时弹簧处于自由长度.现设框架与小物块以共同速度V0沿光滑水平面向左匀速滑动。 (1)若框架与墙壁发生瞬间碰撞后速度为零,但与墙壁间不粘连,求框架脱离墙壁后的运动过程中,弹簧弹性势能的最大值。 (2)若框架与墙壁发生瞬间碰撞,立即反弹,在以后过程中弹簧的最大弹性势能为,求框架与墙壁碰撞时损失的机械能ΔE1。 (3)在(2)情形下试判定框架与墙壁能否发生第二次碰撞?若不能,说明理由.若能,试求出第二次碰撞时损失的机械能ΔE2。(设框架与墙壁每次碰撞前后速度大小之比不变) |
◎ 答案
(1)EP= (2)△E1== (3)△E2= |
◎ 解析
(1)框架与墙壁碰撞后,物块以V0压缩弹簧,后又返回,当返回原位时框架开始离开,由机械能守恒知,此时物块速度是V0方向向右。设弹簧有最大势能时共同速度为V 由动量守恒定律知 m V0=4mV 由能量守恒定律 =+ EP× EP= (2)设框架反弹速度为V1、最大势能时共同速度为V。则 由动量、能量守恒定律得 3m V1—m V0=4mV 解得:9+18 V1 V0—7="0 " V1= (舍去) 带入得:V="0 " △E1== (3)由(2)知第一次碰后反弹后,二者总动量为零,故当弹簧再次伸展后仍可继续与墙壁相撞,并以V1=的速度与墙壁相撞,由题意知, 所以 故△E2= |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,轻质弹簧将质量为m的小物块连接在质量为M(M=3m)的光滑框架内。小物块位于框架中心位置时弹簧处于自由长度.现设框架与小物块以共同速度V0沿光滑水平面向左匀速滑动…”主要考查了你对 【能量守恒的探究】 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。- 最新内容
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上一篇:如图所示质量为M的天车静止在光滑水平轨道上,下面用长为L的细线悬挂着质量为m的沙箱,一颗质量为m0的子弹以v0的水平速度射入沙箱,并留在其中,在以后运动过程中(1)沙箱上升
下一篇: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
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