如图所示.轻质弹簧将质量为m的小物块连接在质量为M的光滑框架内.小物块位于框架中心位置时弹

发布时间:2021-02-20 16:39:37

如图所示,轻质弹簧将质量为m的小物块连接在质量为M(M=3m)的光滑框架内.小物块位于框架中心位置时弹簧处于自由长度.现框架与小物块共同以速度V0沿光滑水平面向左匀速滑动.(1)若框架与墙壁发生瞬间碰撞后速度为0且与墙壁间不粘连,求框架刚要脱离墙壁时小物块速度的大小和方向;(2)在(1)情形下,框架脱离墙壁后的运动过程中,弹簧弹性势能的最大值(3)若框架与墙壁发生瞬间碰撞,立即反弹,在以后过程中弹簧的最大弹性势能为2/3mvo2,求框架与墙壁碰撞时损失的机械能△E1(4)在(3)情形下试判定框架与墙壁能否发生第二次碰撞?若不能,说明理由.若能,试求出第二次碰撞时损失的机械能△E2.(设框架与墙壁每次碰撞前后速度大小之比不变)

网友回答

答案:分析:(1)框架与墙壁碰撞后,物块以v0压缩弹簧,后又返回,由机械能守恒可知,碰后速度仍为v0方向向右.
(2)设弹簧有最大势能时共同速度为v,根据动量守恒定律和能量守恒定律列式即可求解;
(3)设框架反弹速度为v1、最大势能时共同速度为v,则由动量、能量守恒定律即可求解v1、和v,从而求解损失量;
(4)由(3)知第一次碰后反弹后,二者总动量为零,故当弹簧再次伸展后仍可继续与墙壁相撞,并以v1的速度与墙壁相撞,根据速度的比值关系求得碰后速度即可求解机械能损失量.
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