(10分)探究某種筆的彈跳問(wèn)題時(shí),把筆分為輕質(zhì)彈簧、內(nèi)芯和外殼三部分,其中內(nèi)芯和外殼質(zhì)量分別為m和4m.筆的彈跳過(guò)程分為三個(gè)階段:
①把筆豎直倒立于水平硬桌面,下壓外殼使其下端接觸桌面(見(jiàn)圖a);
②由靜止釋放,外殼豎直上升至下端距桌面高度為h1時(shí),與靜止的內(nèi)芯碰撞(見(jiàn)圖b);
③碰后,內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到外殼下端距桌面最大高度為h2處(見(jiàn)圖c)。
設(shè)內(nèi)芯與外殼的撞擊力遠(yuǎn)大于筆所受重力、不計(jì)摩擦與空氣阻力,重力加速度為g。求
(1)外殼與碰撞后瞬間的共同速度大;
(2)從外殼離開(kāi)桌面到碰撞前瞬間,彈簧做的功;
(3)從外殼下端離開(kāi)桌面到上升至h2處,筆損失的機(jī)械能。
解析:
設(shè)外殼上升高度h1時(shí)速度為V1,外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間的共同速度大小為V2,
(1)對(duì)外殼和內(nèi)芯,從撞后達(dá)到共同速度到上升至h2處,應(yīng)用動(dòng)能定理有
(4mg+m)( h2-h(huán)1)= (4m+m)V22,解得V2=;
(2)外殼和內(nèi)芯,碰撞過(guò)程瞬間動(dòng)量守恒,有4mV1=(4mg+m)V2,
解得V1=
設(shè)從外殼離開(kāi)桌面到碰撞前瞬間彈簧做功為W,在此過(guò)程中,對(duì)外殼應(yīng)用動(dòng)能定理有
W-4mgh1= (4m)V12,
解得W=mg;
(3)由于外殼和內(nèi)芯達(dá)到共同速度后上升高度h2的過(guò)程,機(jī)械能守恒,只是在外殼和內(nèi)芯碰撞過(guò)程有能量損失,損失的能量為= (4m)V12- (4m+m)V22,
聯(lián)立解得=mg(h2-h(huán)1)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
(18分)探究某種筆的彈跳問(wèn)題時(shí),把筆分為輕質(zhì)彈簧、內(nèi)芯和外殼三部分,其中內(nèi)芯和外殼質(zhì)量分別為m和4m.筆的彈跳過(guò)程分為三個(gè)階段:
①把筆豎直倒立于水平硬桌面,下壓外殼使其下端接觸桌面(見(jiàn)圖a);
②由靜止釋放,外殼豎直上升至下端距桌面高度為h1時(shí),與靜止的內(nèi)芯碰撞(見(jiàn)圖b);
③碰后,內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到外殼下端距桌面最大高度為h2處(見(jiàn)圖c)。
設(shè)內(nèi)芯與外殼的撞擊力遠(yuǎn)大于筆所受重力、不計(jì)摩擦與空氣阻力,重力加速度為g。求:
(1)外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間的共同速度大小;
(2)從外殼離開(kāi)桌面到碰撞前瞬間,彈簧做的功;
(3)從外殼下端離開(kāi)桌面到上升至h2處,筆損失的機(jī)械能。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
探究某種筆的彈跳問(wèn)題時(shí),把筆分為輕質(zhì)彈簧、內(nèi)芯和外殼三部分,其中內(nèi)芯和外殼質(zhì)量分別為m和4m.筆的彈跳過(guò)程分為三個(gè)階段:
①把筆豎直倒立于水平硬桌面,下壓外殼使其下端接觸桌面(見(jiàn)題24圖a);
②由靜止釋放,外殼豎直上升至下端距桌面高度為h1時(shí),與靜止的內(nèi)芯碰撞(見(jiàn)題24圖b);
③碰后,內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到外殼下端距桌面最大高度為h2處(見(jiàn)題24圖c)。
設(shè)內(nèi)芯與外殼的撞擊力遠(yuǎn)大于筆所受重力、不計(jì)摩擦與空氣阻力,重力加速度為g。求:
(1)外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間的共同速度大;
(2)從外殼離開(kāi)桌面到碰撞前瞬間,彈簧做的功;
(3)從外殼下端離開(kāi)桌面到上升至h2處,筆損失的機(jī)械能。
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