如圖16-6-2所示,質(zhì)量M為4 kg的平板小車靜止在光滑的水平面上,小車左端放一質(zhì)量為1 kg的木塊,車的右端固定一個輕質(zhì)彈簧,現(xiàn)給木塊一個水平向右的10 N·s的瞬間沖量,木塊便沿車向右滑行,在與彈簧相碰后又沿原路返回,并恰好能達(dá)到小車的左端,求:
圖16-6-2
(1)彈簧被壓縮到最短時平板車的速度v;
(2)木塊返回小車左端時的動能EK;
(3)彈簧獲得的最大彈性勢能Epm.
(1) v=2 m/s(向右)
(2) EK=mv2=2 J.
(3)最大彈性勢能Epm=20 J.
木塊和小車構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向動量守恒.木塊與彈簧碰后相對小車向左運(yùn)動,當(dāng)木塊相對小車靜止時,木塊相對小車到達(dá)左邊最遠(yuǎn)點(diǎn).木塊往返過程中克服摩擦力做功可由損失的機(jī)械能解得.
(1)設(shè)木塊的初速度為v0,由動量定理有:I=mv0,得,v0=10 m/s(方向向右)
當(dāng)彈簧被壓縮到最短時,木塊和小車速度相等.
對于木塊和小車構(gòu)成的系統(tǒng),水平方向動量守恒.
所以有:mv0=(M+m)v,解得v=2 m/s(向右)
(2)木塊與彈簧碰后相對小車向左運(yùn)動,當(dāng)木塊相對小車靜止時,木塊相對小車到達(dá)左邊最遠(yuǎn)點(diǎn).因此木塊恰能到小車的左端時,兩者同速.由動量守恒可知此時v塊=v車=2 m/s.木塊的動能EK=mv2=2 J.
(3)木塊往返過程中克服摩擦力做功,系統(tǒng)損失的機(jī)械能為
ΔE=mv02-(M+m)v2=40 J.
考慮木塊開始運(yùn)動到彈簧壓縮到最短的過程,系統(tǒng)克服摩擦力做功損失的機(jī)械能為ΔE=20 J.對這個過程由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律有:mv02=(M+m)v2+ΔE+Epm,解得彈簧壓縮到最短時獲得的最大彈性勢能Epm=20 J.
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科目:高中物理 來源: 題型:
圖
(1)小球動量的增量;
(2)小球在碰撞過程中受到的平均沖力.
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圖
A.mgtcosθ,垂直于斜面向上 B.0
C.mgt,豎直向上 D.mgt,豎直向下
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圖16-6-2
(1)彈簧被壓縮到最短時平板車的速度v;
(2)木塊返回小車左端時的動能EK;
(3)彈簧獲得的最大彈性勢能Epm.
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圖16-6-2
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如圖16-6-2所示,一木楔固定在水平地面上,木楔的傾角為θ,在斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài).則在t時間內(nèi),斜面對小物塊的沖量大小和方向是( 。
圖16-6-2
A.mgtcosθ,垂直于斜面向上 B.0
C.mgt,豎直向上 D.mgt,豎直向下
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