如圖所示,輕質彈簧將質量為m的小物塊連接在質量為M(M=3m)的光滑框架內.小物塊位于框架中心位置時彈簧處于自由長度.現(xiàn)框架與小物塊共同以速度V0沿光滑水平面向左勻速滑動.
(1)若框架與墻壁發(fā)生瞬間碰撞后速度為0且與墻壁間不粘連,求框架剛要脫離墻壁時小物塊速度的大小和方向;
(2)在(1)情形下,框架脫離墻壁后的運動過程中,彈簧彈性勢能的最大值
(3)若框架與墻壁發(fā)生瞬間碰撞,立即反彈,在以后過程中彈簧的最大彈性勢能為2/3mvo2,求框架與墻壁碰撞時損失的機械能△E1
(4)在(3)情形下試判定框架與墻壁能否發(fā)生第二次碰撞?若不能,說明理由.若能,試求出第二次碰撞時損失的機械能△E2.(設框架與墻壁每次碰撞前后速度大小之比不變)
精英家教網(wǎng)
(1)框架與墻壁碰撞后,物塊以V0壓縮彈簧,后又返回,當返回原位時框架開始離開,由機械能守恒知,此時物塊速度是v0方向向右.
(2)設彈簧有最大勢能時共同速度為v 由動量守恒定律知   mv0=4mv
由能量守恒定律    
1
2
mv02=
1
2
×4mv2
+E
EP=
3
8
m
v02                                            
(3)設框架反彈速度為v1、最大勢能時共同速度為v,則
由動量、能量守恒定律得
3mv1-mv0=4mv
1
2
×3mv12+
1
2
mv02
=
1
2
×4mv2+
2
3
mv02
          
解得:9v12+18v1v0-7v02=0           v1=
v0
3
     v′1=-
7
3
v0(舍去)
帶入得:v=0                         
△E1=
1
2
×3mv02-
1
2
×3mv12
=
4
3
m
v02     
(4)由(3)知第一次碰后反彈后,二者總動量為零,故當彈簧再次伸展后仍可繼續(xù)與墻壁相撞,并以V1=
v0
3
的速度與墻壁相撞,由題意知,
v2
v1
=
v1
v0
  所以 v2=
v0
9

故△E2=
1
2
×3m(
v0
3
)
2
-
1
2
×3m(
v0
9
)
2
=
4
27
m
v02
答:(1)若框架與墻壁發(fā)生瞬間碰撞后速度為0且與墻壁間不粘連,框架剛要脫離墻壁時小物塊速度的大小為v0,方向向右;
(2)在(1)情形下,框架脫離墻壁后的運動過程中,彈簧彈性勢能的最大值為
3
8
mv02
(3)框架與墻壁碰撞時損失的機械能為
4
3
mv02
(4)能,第二次碰撞時損失的機械能為
4
27
mv02
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,輕質彈簧將質量為m的小物塊連接在質量為M(M=3m)的光滑框架內.小物塊位于框架中心位置時彈簧處于自由長度.現(xiàn)框架與小物塊共同以速度V0沿光滑水平面向左勻速滑動.
(1)若框架與墻壁發(fā)生瞬間碰撞后速度為0且與墻壁間不粘連,求框架剛要脫離墻壁時小物塊速度的大小和方向;
(2)在(1)情形下,框架脫離墻壁后的運動過程中,彈簧彈性勢能的最大值
(3)若框架與墻壁發(fā)生瞬間碰撞,立即反彈,在以后過程中彈簧的最大彈性勢能為2/3mvo2,求框架與墻壁碰撞時損失的機械能△E1
(4)在(3)情形下試判定框架與墻壁能否發(fā)生第二次碰撞?若不能,說明理由.若能,試求出第二次碰撞時損失的機械能△E2.(設框架與墻壁每次碰撞前后速度大小之比不變)

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,輕質彈簧將質量為m的小物塊連接在質量為M(M=3m)的光滑框架內。小物塊位于框架中心位置時彈簧處于自由長度.現(xiàn)設框架與小物塊以共同速度V0沿光滑水平面向左勻速滑動。

(1)若框架與墻壁發(fā)生瞬間碰撞后速度為零,但與墻壁間不粘連,求框架脫離墻壁后的運動過程中,彈簧彈性勢能的最大值。

(2)若框架與墻壁發(fā)生瞬間碰撞,立即反彈,在以后過程中彈簧的最大彈性勢能為,求框架與墻壁碰撞時損失的機械能ΔE1

(3)在(2)情形下試判定框架與墻壁能否發(fā)生第二次碰撞?若不能,說明理由.若能,試求出第二次碰撞時損失的機械能ΔE2。(設框架與墻壁每次碰撞前后速度大小之比不變)

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,輕質彈簧將質量為m的小物塊連接在質量為M(M=3 m)的光滑框架內.小物塊位于框架中心位置時彈簧處于自由長度.現(xiàn)框架與小物塊共同以速度v0沿光滑水平面向左勻速滑動.

(1)若框架與墻壁發(fā)生瞬間碰撞后速度為0且與墻壁間不黏連,求框架剛要脫離墻壁時小物塊速度的大小和方向;

(2)在(1)情形下,框架脫離墻壁后的運動過程中,彈簧彈性勢能的最大值Epm;

(3)若框架與墻壁發(fā)生瞬間碰撞,立即反彈,在以后過程中彈簧的最大彈性勢能為 mv02,求框架與墻壁碰撞時損失的機械能ΔE1;

(4)在(3)情形下試判定框架與墻壁能否發(fā)生第二次碰撞.若不能,說明理由.若能,試求出第二次碰撞時損失的機械能ΔE2.(設框架與墻壁每次碰撞前后速度大小之比不變)

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科目:高中物理 來源:2006年江蘇省南通市高考物理二模試卷(解析版) 題型:解答題

如圖所示,輕質彈簧將質量為m的小物塊連接在質量為M(M=3m)的光滑框架內.小物塊位于框架中心位置時彈簧處于自由長度.現(xiàn)框架與小物塊共同以速度V沿光滑水平面向左勻速滑動.
(1)若框架與墻壁發(fā)生瞬間碰撞后速度為0且與墻壁間不粘連,求框架剛要脫離墻壁時小物塊速度的大小和方向;
(2)在(1)情形下,框架脫離墻壁后的運動過程中,彈簧彈性勢能的最大值
(3)若框架與墻壁發(fā)生瞬間碰撞,立即反彈,在以后過程中彈簧的最大彈性勢能為2/3mvo2,求框架與墻壁碰撞時損失的機械能△E1
(4)在(3)情形下試判定框架與墻壁能否發(fā)生第二次碰撞?若不能,說明理由.若能,試求出第二次碰撞時損失的機械能△E2.(設框架與墻壁每次碰撞前后速度大小之比不變)

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