圖中有一個豎直固定在地面的透氣圓筒,筒中有一勁度為k的輕彈簧,其下端固定,上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊,圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材料--ER流體,它對滑塊的阻力可調(diào).起初,滑塊靜止,ER流體對其阻力為0,彈簧的長度為L,現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的物體從距地面2L處自由落下,與滑塊碰撞后粘在一起向下運動.為保證滑塊做勻減速運動,且下移距離為
2mg
k
時速度減為0,ER流體對滑塊的阻力須隨滑塊下移而變.試求(忽略空氣阻力):
(1)下落物體與滑塊碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能;
(2)滑塊向下運動過程中加速度的大;
(3)滑塊下移距離d時ER流體對滑塊阻力的大。
精英家教網(wǎng)

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(1)設(shè)物體下落末速度為v0,由機械能守恒定律mgL=
1
2
m
v20

v0=
2gL

設(shè)碰后共同速度為v1,由動量守恒定律
2mv1=mv0
v1=
1
2
2gL

碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能力△E=
1
2
m
v20
-
1
2
2m
v21
=
1
2
mgL

(2)設(shè)加速度大小為a,有2as=v12
得 a=
kL
8m

(3)設(shè)彈簧彈力為FN,ER流體對滑塊的阻力為FER,
受力分析如圖所示 FS+FER-2mg=2ma
FS=kx
x=d+
mg
k

FER=mg+
kL
4
-kd

答:(1)下落物體與滑塊碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能為
1
2
mgL;
(2)滑塊向下運動過程中加速度的大小為
KL
8m

(3)滑塊下移距離d時ER流體對滑塊阻力的大小為mg+
KL
4
-Kd.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,圖中有一個豎直固定在地面的透氣圓筒,筒中有一勁度為k的輕彈簧,其下端固定,上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊,圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材料--ER流體,它對滑塊的阻力可調(diào).起初,滑塊靜止,ER流體對其阻力為0,彈簧的長度為L.現(xiàn)突然給滑塊一個向下的大小為v1=
1
2
2gL
的初速度,使滑塊向下運動.為保證滑塊做勻減速運動,且下移距離為
2mg
k
時速度減為0,ER流體對滑塊的阻力須隨滑塊下移而變.試求(忽略空氣阻力):
(1)滑塊向下運動過程中加速度的大;
(2)滑塊下移距離d時ER流體對滑塊阻力的大小.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?重慶)圖中有一個豎直固定在地面的透氣圓筒,筒中有一勁度為k的輕彈簧,其下端固定,上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊,圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材料--ER流體,它對滑塊的阻力可調(diào).起初,滑塊靜止,ER流體對其阻力為0,彈簧的長度為L,現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的物體從距地面2L處自由落下,與滑塊碰撞后粘在一起向下運動.為保證滑塊做勻減速運動,且下移距離為
2mgk
時速度減為0,ER流體對滑塊的阻力須隨滑塊下移而變.試求(忽略空氣阻力):
(1)下落物體與滑塊碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能;
(2)滑塊向下運動過程中加速度的大小;
(3)滑塊下移距離d時ER流體對滑塊阻力的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?宿州二模)如圖中有一個豎直固定在地面的透氣圓筒,筒中有一勁度為k的輕彈簧,其下端固定,上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊,圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材料-ER流體,它對滑塊的阻力可調(diào).起初,滑塊靜止,ER流體對其阻力為0,彈簧的長度為L,現(xiàn)有一質(zhì)量為M=2m的物體從距地面2L處自由落下,與滑塊瞬間碰撞后粘在一起向下運動.為保證滑塊做勻減速運動,且下移距離為
3mgk
(g為重力加速度)時速度減為0,ER流體對滑塊的阻力須隨滑塊下移而變.試求(忽略空氣阻力):
(1)下落物體與滑塊碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能;
(2)在滑塊下移停止之前的過程中,ER流體對滑塊阻力的大小f與下滑距離d所滿足的函數(shù)關(guān)系式.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(08年重慶卷)(19分)圖中有一個豎直固定在地面的透氣圓筒,筒中有一勁度為k的輕彈簧,其下端固定,上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊,圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材料――ER流體,它對滑塊的阻力可調(diào)。起初,滑塊靜止,ER流體對其阻力為0,彈簧的長度為L,現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的物體從距地面2L處自由落下,與滑塊碰撞后粘在一起向下運動。為保證滑塊做勻減速運動,且下移距離為時速度減為0,ER流體對滑塊的阻力須隨滑塊下移而變.試求(忽略空氣阻力)。

(1)下落物體與滑塊碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能;

(2)滑塊向下運動過程中加速度的大小;

(3)滑塊下移距離d時ER流體對滑塊阻力的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(重慶卷)24.(19分)題24圖中有一個豎直固定在地面的透氣圓筒,筒中有一勁度為k的輕彈簧,其下端固定,上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊,圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材料——ER流體,它對滑塊的阻力可調(diào).起初,滑塊靜止,ER流體對其阻力為0,彈簧的長度為L,現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的物體從距地面2L處自由落下,與滑塊碰撞后粘在一起向下運動.為保證滑塊做勻減速運動,且下移距離為時速度減為0,ER流體對滑塊的阻力須隨滑塊下移而變.試求(忽略空氣阻力):

(1)下落物體與滑塊碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能;

(2)滑塊向下運動過程中加速度的大小;

(3)滑塊下移距離d時ER流體對滑塊阻力的大小.

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