如图所示,在水平光滑桌面上放一质量为M的玩具小车,在小车的平台(小车的一部分)上有一质量可忽略的弹簧,一端固定在平台上,

如图所示,在水平光滑桌面上放一质量为M的玩具小车,在小车的平台(小车的一部分)上有一质量可忽略的弹簧,一端固定在平台上,另一端用质量为m的小球将弹簧压缩一定距离后用细绳捆住,用手将小车固定在桌面上,然后烧断细绳,小球就被弹出,落在车上A点,OA=s.如果小车不固定而烧断细绳,球将落在车上何处?设小车足够长,球不致落在车外.
1/2mv1^2=1/2Mv2^2
v2=根号[m/M]v1
v合=v1+v2=根号[m+M/M]v1
s=v1t
s'=v合t=根号[(m+M)/M]s
算出答案了但是用的是动能定理
但是为什么用动量定理mv1=Mv2就不可以用这个方法,或者说答案就说答案就与上面答案相反?
跟同学讨论过了,这道题应该是动能守恒动量不守恒,现在想问的问题是为什么动量不守恒?
86付家大晓姐玥 1年前 已收到1个回答 举报

leeews 幼苗

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题中“用质量为m的小球将弹簧压缩一定距离后用细绳捆住,用手将小车固定在桌面上,然后烧断细绳,小球就被弹出”,从能的转化和守恒角度来看,这个过程是弹簧的弹性势能转化为小球和车的动能,不是小球的动能等于小车的动能,所以,你的第一个方程就错了.而本题弹性势能未知,所以无法通过能量守恒来解.要用动量守恒解.

1年前 追问

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86付家大晓姐玥 举报

对过了答案是对的…… 我是设第一次小球弹出的速度为V1,第二次没固定住小车时小车弹出的速度为V2

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我看你这个方程:1/2mv1^2=1/2Mv2^2 是根本说不通的,小球的动能为什么等于小车的动能?毫无道理啊! 这题的思路是: 一、当小车固定时, 小球平抛的位移s=v0t 平抛高度h=(1/2)gt^2 以上两式消去t,得到小球第一次平抛的初速度v0的表达式,进而得到弹簧弹性势能E的表达式(含有未知的平抛下落高度h) E=(1/2)mv0^2=mgs^2/(4h) 二、当小车不固定时, 弹簧释放,弹性势能转化为小球的小车两者的动能(再次强调:不是小球的动能等于小车的动能!!!!),列出 E=(1/2)mv′^2+(1/2)Mv^2 式中,v'和v分别为弹簧完全释放时小球和小车的速度。 又弹簧弹出过程中,系统动量守恒: mv′=Mv 即可解得v'和v。 最后,由小球和小车在水平方向的相对速度为 v相=v'+v 下落时间h=(1/2)gt^2 水平相对位移 s'=v相*t=(v'+v)t 即可求得s'。 你的解法,不管结果是否对,过程都是完全错误的、毫无道理的。 物理,就要“悟理”,解题要讲道理,不是随便套几个公式、得到所谓“正确”的结果就完事了。也就是说,要弄清物理过程,对确定的物理过程,选用适合的物理规律。 祝你成功!

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结果是 是s′=[√(M+m)/M]s

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【弹簧释放,弹性势能转化为小球的小车两者的动能(再次强调:不是小球的动能等于小车的动能!!!!)】 ↓ 第一次和第二次的实验,小球得到的速度动能难道不是一样的吗?第二次施放小球,弹簧应该给两边相同的力,难道小球和小车获得的不是相同的动能吗?

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第一次,小车固定不能动,弹簧的弹性势能全部转化为小球的动能。 第二次,小车可以动了,弹簧把小球弹出的同时,也把小车反向弹出了——反冲运动,小球和小车都获得了动能,能量守恒——弹性势能转化为小球和小车两者的动能: E=(1/2)mv′^2+(1/2)Mv^2 (1) 至于小球和小车的动能是否相等,要看小球和小车的质量关系和速度关系,而小球和小车的速度大小由动量守恒定律确定: mv′=Mv (2) 由(2)得 v'/v=M/m 小球和小车的动能之比 Ek1/Ek2=mv'^2/Mv^2=(m/M)(v'/v)^2==(m/M)(M/m)^2=M/m 可见,在本题弹簧释放弹性势能引起的反冲运动中,小球和小车的动能与它们的质量成反比,当它们的质量不等时,两者动能不等。
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