如圖所示,有一豎直固定在地面的透氣圓筒,筒中有一輕*簧,其下端固定,上端連線一質量為m的薄滑塊,當滑塊運動時,...
問題詳情:
如圖所示,有一豎直固定在地面的透氣圓筒,筒中有一輕*簧,其下端固定,上端連線一質量為m的薄滑塊,當滑塊運動時,圓筒內壁對滑塊有阻力的作用,阻力的大小恆為Ff=mg(g為重力加速度).在初始位置滑塊靜止,圓筒內壁對滑塊的阻力為零,*簧的長度為l.現有一質量也為m的物體從距地面2l處自由落下,與滑塊發生碰撞,碰撞時間極短.碰撞後物體與滑塊粘在一起向下運動,運動到最低點後又被*迴向上運動,滑動到剛發生碰撞位置時速度恰好為零,不計空氣阻力。求
(1)物體與滑塊碰撞後共同運動速度的大小;
(2)下落物體與薄滑塊相碰過程中損失的機械能多大。
(2)碰撞後,在滑塊向下運動的最低點的過程中*簧**勢能的變化量。
【回答】
(1)設物體下落至與薄滑塊碰撞前的速度為v0,在此過程中機械能守恆,依據機械能守恆定律有mgl=mv/2
解得v0=
設碰撞後共同速度為v,依據動量守恆定律有mv0=2mv
解得v=.---------------------5分
(2) 物體與薄滑塊相碰過程中損失的機械能
---------------------4分
(3)設物體和滑塊碰撞後下滑的最大距離為x,依據動能定理,對碰撞後物體與滑塊一起向下運動到返回初始位置的過程,有
-2Ffx=0-×2mv2
設在滑塊向下運動的過程中,*簧的*力所做的功為W,依據動能定理,對碰撞後物體與滑塊一起向下運動到最低點的過程,有W+2mgx-Ffx=0-×2mv2
解得:。所以*簧的**勢能增加了。
知識點:實驗:驗*動量守恆定律
題型:計算題
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