kill0751 幼苗
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(1)设碰撞后物块m3的速度为v1,m2的速度为v2
碰撞过程中动量守恒,m3v0=m3v1+m2v2
又发生无机械能损失的碰撞,
1
2m3v20=
1
2m3v23+
1
2m2v22
解得:v1=-[1/2]v0,v2=[1/2]v0
即物块m3的速度大小是[1/2]v0,方向水平向右.
物块m1离开挡板时,物块m2的速度大小是[1/2]v0,方向向右.
当物块m1的速度最大时,弹簧恢复原长,设物块m1的最大速度为vm,此时物块m2的速度为v3,
根据m1、m2和弹簧系统动量守恒得
m2
v0
2=m2v3+m1vm
1
2m2(
v0
2)2 =
1
2m2v23+
1
2m1v2m
解得:vm=[1/2]v0
(2)设物块m3和物块m2碰撞前弹簧压缩量为x1,mgsinθ=kx1,
设物块m3开始下滑时离物块m2的距离为L,下落到与物块m2碰前的速度为v4,
根据机械能守恒得
m3gsinθ L=
1
2m3v24
物块m3和物块m2碰撞,动量守恒,设碰后物块速度为v5
m3v4=(m3+m2)v5
当物块m2向上反弹到最大高度时,物块m1对挡板的压力恰为零,此时弹簧伸长x2=x1.
弹簧的弹性势能相等,碰撞后整个系统机械能守恒,
[1/2](m3+m2)
v25=(m3+m2)g•2x2sinθ
解得:L=[32mgsinθ/k]
弹簧压缩最大时,整个运动过程中弹簧增加的弹性势能最大,此时物块m2的速度为零,对物块m3和物块m2粘合在一起后与弹簧组成的系统,
设静止时弹簧的压缩量为x3,所以(m3+m2)ginθ=kx3
由运动的对称性可知,物块m3和物块m2整体向下运动的最大距离为s=2x3
设弹簧最多增加的弹性势能为△Epm,对物块m3、m2和弹簧组成的系统,由功能关系得
△Epm=[1/2](m3+m2)
v25+(m3+m2)g•s•inθ
解得:△Epm=
56(mgsinθ)2
9k
答:(1)在碰后过程中物块m3的速度和物块m1的最大速度是[1/2]v0;
(2)A点与碰撞前物块m2的距离为[32mgsinθ/k],整个运动过程中弹簧最多比原来增加
56(mgsinθ)2
9k弹性势能.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;机械能守恒定律.
考点点评: 本题主要考查了动量守恒定律及能量守恒定律的应用,能够知道当弹簧压缩最大时,其势能最大.
1年前
你能帮帮他们吗