弹簧、能量.我倾我所有的分了,如下图所示,质量为M的长滑块静止在光滑水平面上,左端固定一劲度系数为K且足够长的水平轻质弹

7个回答

  • 先看一下整个运动过程

    首先小物体压缩弹簧,当压缩到一定程度时(这个过程小物体减速,滑块不动)绳断了.接下来,滑块开始加速运动,小物体继续减速运动,到两速度相同时滑块的加速度最大.然后滑块继续加速运动,小物体继续减速运动(但加速度都慢慢变小)直到弹簧回复到原长,两者速度都开始保持不变

    1.当弹簧的弹力等于绳的最大拉力T时,绳断了

    这个过程小物体的动能部分转化为弹簧的弹性势能

    T=KX

    X=T/K

    代入弹性势能公式EP=1/2*T^2/K

    动能定理

    1/2*mVo^2=1/2*mV1^2+1/2*T^2/K

    解得

    V1=根号(Vo^2-T^2/Km)

    当它们速度相等时长滑块的加速度最大

    这个过程动量守恒

    mV1=(M+m)V'

    V'=mV1/(M+m)

    此时弹簧的弹性势能EP=初动能-现在的动能

    EP=1/2*m*Vo^2-1/2*(M+m)*V'^2

    =1/2*m*Vo^2-1/2(m^2/M+m)(Vo^2-T^2/Km)

    =1/2*[m/(M+m)]*(MVo^2-T^2/K)

    回复力F=KX=根号(EP*2K)

    =根号[m/(M+m)*(KMVo^2-T^2)]

    最大加速度a=F/M=根号[m/(M+m)*(KMVo^2-T^2)]/M

    2.要使小物体最后离开滑块时速度恰好为0

    动量守恒 mV1=MV2 V1=根号(Vo^2-T^2/Km)刚刚已求

    能量守恒1/2*mVo^2=1/2*MV2^2

    两式联立可解得(M-m)/M*Vo^2+T^2/KM=0 (这就是条件)

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