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
◎ 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。(提示:当A与C一起做简谐运动到最大位移即A与C运动到最高点时时,加速度最大。分析B此时得受力情况可求出弹簧的弹力,在分析A、C整体得受力即可由牛顿第二定律求得) (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) (2)1.5g (3) |
◎ 解析
(1)设小物体C静止开始运动到A点时速度为v,由机械能守恒定律 mgh= 设C与A碰撞粘在一起时速度为v,由动量守恒定律 求出 (2)A与C一起将在竖直方向作简谐运动。当A与C运动到最高点时,回复力最大,加速度最大。A、C受力图,B受力图如图,B受力平衡有 F=mg 对A、C应用牛顿第二定律 F+2mg="2ma " 求出a=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 以A有 k△x=mg 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′=mg 由以上两式得 △x=△x′ 因此,在这两个位置时弹簧的性势能相等:E弹=E弹′ 对A、C,从原平衡位置到最高点,根据机械能守恒定律 解得 |
◎ 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 【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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