23.如图所示.一轻质弹簧竖直固定在地面上.上面连接一个质量m1=1.0kg的物体A.平衡时物体下表面距地面h1=0.40m.弹簧的弹性势能EP=0.50J.在距物体m1正上方高为h=0.45m处有一个质量m2=1.0kg的物体B自由下落后.与弹簧上面的物体m1碰撞并立即以相同的速度运动.当弹簧压缩量最大时.物体距地面的高度h2=6.55cm.g=10m/s2.求: (1)弹簧不受作用力时的自然长度, (2)两物体做简谐运动的振动振幅; (3)两物体运动到最高点时的弹性势能. (1)设物体A放在弹簧上平衡时对弹簧的压缩量为x1.根据能量守恒有 m1gx1=2Ep 解得:x1=0.10m 所以.弹簧不受作用力时的自然长度x0=h1+x1=0.50m (2)设物体A静止在上端时的弹簧的压缩量为x1, x1=x0-h1=0.10m 设弹簧劲度系数为k.根据胡克定律有 m1g=kx1 解得:k=100N/m 两物体向上运动过程中.弹簧弹力等于两物体总重力时具有最大速度. 设此时弹簧的压缩量为x2.则 (m1+ m2)g=kx2. 解得:x2=0.20m.设此时弹簧的长度为l­2.则 l2=x0-x2 解得:l2=0.30m 当弹簧压缩量最大时.是两物体振动最大位移处.此时弹簧长度为h2=6.55cm 两物体做简谐运动的振幅A=l2-h2 =23.45cm (3)设物体B自由下落与物体A相碰时的速度为v1.则 解得:v1=3.0m/s. 设A与B碰撞结束瞬间的速度为v2.根据动量守恒 m2 v1=(m1+ m2)v2. 解得:v2=1.5 m/s. 设此时A.B两物体和弹簧具有的总机械能为E1 E1=Ep+ 设两物体向上运动过程中在弹簧达到原长时的速度为v3. 从碰后到弹簧达到原长过程.物体和弹簧组成的系统机械能守恒. 解得:v3= m/s=0.87 m/s 设两物体上升到最高点是弹簧具有的弹性势能为Ep1 根据机械能能守恒 Ep1+(m1+m2)g(A-0.20)= 解得:Ep1=6.0×10-2J. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图所示,一轻质弹簧竖直固定在地面上,自然长度为1m,上面连接一个质量为m1=1kg的物体,平衡时物体离地面0.9m.距物体m1正上方高为0.3m处有一个质量为m2=1kg的物体自由下落后与弹簧上物体m1碰撞立即合为一体,一起在竖直面内做简谐运动.当弹簧压缩量最大时,弹簧长为0.6m.求:
(1)碰撞结束瞬间两物体的动能之和是多少?
(2)两物体一起做简谐运动时振幅大小是多少?

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精英家教网如图所示,一轻质弹簧竖直固定在水平地面上.弹簧的正上方有一质量为m的小球,小球与弹簧上端的距离为L0.现使小球自由下落并压缩弹簧,若已知小球下落的距离为L时,它的速度是整个向下运动过程中速度的最大值,则弹簧的劲度系数等于(  )

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精英家教网如图所示,一轻质弹簧竖直固定在水平地面上.弹簧的正上方有一质量为m的小球,小球与弹簧上端的距离为L0.现使小球自由下落并压缩弹簧,若已知小球下落的距离为L时,它的速度为零,不计空气阻力,则弹簧的劲度系数等于(  )

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精英家教网如图所示,一轻质弹簧竖直固定在地面上,自然长度l0=0.50m,上面连接一个质量m1=1.0kg的物体A,平衡时物体距地面h1=0.40m,此时弹簧的弹性势能EP=0.50J.在距物体A正上方高为h=0.45m处有一个质量m2=1.0kg的物体B自由下落后,与弹簧上面的物体A碰撞并立即以相同的速度运动,已知两物体不粘连,且可视为质点.g=10m/s2.求:
(1)碰撞结束瞬间两物体的速度大小;
(2)两物体一起运动第一次具有竖直向上最大速度时弹簧的长度;
(3)两物体第一次分离时物体B的速度大小.

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如图所示,一轻质弹簧竖直固定在水平地面上,将一个质量为m的物块P轻轻地放在弹簧上,当弹簧被压缩l时物块速度刚好为零,若换一个质量为3m的物块Q轻轻地放在弹簧上,当弹簧也被压缩l时,物块Q的加速度和速度的大小分别是多少?

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同步练习册答案