如圖所示,輕質(zhì)彈簧將質(zhì)量為m的小物塊連接在質(zhì)量為M(M=3m)的光滑框架內(nèi)。小物塊位于框架中心位置時彈簧處于自由長度.現(xiàn)設(shè)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(shè)框架與墻壁每次碰撞前后速度大小之比不變)
(1)EP= (2)△E1==
(3) △E2=
(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。設(shè)彈簧有最大勢能時共同速度為V
由動量守恒定律知 m V0=4mV
由能量守恒定律 =+ EP×
EP=
(2)設(shè)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
3m V1—m V0=4mV
解得:9+18 V1 V0—7=0 V1= (舍去)
帶入得:V=0
△E1==
(3)由(2)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=的速度與墻壁相撞,由題意知, 所以
故△E2=
科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源:南通二模 題型:問答題
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科目:高中物理 來源: 題型:
(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(shè)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
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