18.如图所示.有一竖直固定在地面的透气圆筒.筒中有一轻弹簧.其下端固定.上端连接一质量为m的薄滑块.当滑块运动时.圆筒内壁对滑块有阻力的作用.阻力的大小恒为Ff=mg(g为重力加速度).在初始位置滑块静止.圆筒内壁对滑块的阻力为零.弹簧的长度为l.现有一质量也为m的物体从距地面2l处自由落下.与滑块发生碰撞.碰撞时间极短.碰撞后物体与滑块粘在一起向下运动.运动到最低点后又被弹回向上运动.滑动到刚发生碰撞位置时速度恰好为零.不计空气阻力.求 (1)物体与滑块碰撞后共同运动速度的大小, (2)碰撞后.在滑块向下运动的最低点的过程中弹簧弹性势能的变化量. [解析] (1)设物体下落至与薄滑块碰撞前的速度为v0.在此过程中机械能守恒.依据机械能守恒定律有mgl=mv/2 解得v0= 设碰撞后共同速度为v.依据动量守恒定律有mv0=2mv 解得v=. (2)设物体和滑块碰撞后下滑的最大距离为x.依据动能定理.对碰撞后物体与滑块一起向下运动到返回初始位置的过程.有 -2Ffx=0-×2mv2 设在滑块向下运动的过程中.弹簧的弹力所做的功为W.依据动能定理.对碰撞后物体与滑块一起向下运动到最低点的过程.有W+2mgx-Ffx=0-×2mv2 解得W=-mgl.所以弹簧弹性势能增加了mgl. [答案] mgl 查看更多

 

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 (2013北京市海淀模拟)如图所示,粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成的S形轨道.光滑半圆轨道半径为R,两个光滑半圆轨道连接处CD之间留有很小空隙,刚好能够使小球通过,CD之间距离可忽略.粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为h.从A点静止释放一个可视为质点的小球,小球沿S形轨道运动后从E点水平飞出,落到水平地面上,落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为.已知小球质量m,不计空气阻力,求:

(1)小球从E点水平飞出时的速度大小;

(2)小球运动到半圆轨道的B点时对轨道的压力;

(3)小球从A至E运动过程中克服摩擦阻力做的功.

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