p{font-size:10.5pt;line-height:150%;margin:0;padding:0;}td{font-size:10.5pt;}(08年湖

08年湖北两校联考)(17分)如图所示,将质量均为m厚度不计的两物块AB用轻质弹簧相连接。第一次只用手托着B物块于H高度,A在弹簧弹力的作用下处于静止,现将弹簧锁定,此时弹簧的弹性势能为Ep,现由静止释放ABB物块刚要着地前瞬间将弹簧瞬间解除锁定(解除锁定无机构能损失),B物块着地后速度立即变为O,在随后的过程中B物块恰能离开地面但不继续上升。第二次用手拿着AB两物块,使得弹簧竖直并处于原长状态,此时物块B离地面的距离也为H,然后由静止同时释放ABB物块着地后速度同样立即变为0。求:

   1)第二次释放AB后,A上升至弹簧恢复原长时的速度v1

   2)第二次释放AB后,B刚要离地时A的速度v2

答案

解析

1)第二次释放AB后,AB自由落体运动,B着地后,A和弹簧相互作用至A上升到弹簧恢复原长过程中,弹簧对A做的总功为零。(2分)

A从开始下落至弹簧恢复原长过程,对A由动能定理有

 

  ①(2分)

 

解得     方向向上  1分)

 

2)设弹簧的劲度系数为k,第一次释放AB前,弹簧向上产生的弹力与A的后重力平衡。

 

设弹簧的形变量(压缩)为  1分)

 

第一次释放AB后,B刚要离地时弹簧产生向上的弹力与B的重力平衡

 

设弹簧的形变量(伸长)为  1分)

 

第二次释放AB后,在B刚要离地时弹簧产生向上的弹力与B的重力平衡

 

设弹簧的形变量(伸长)为    1分)

 

由②③④得   

 

即这三个状态,弹簧的弹性势能都为Ep  1分)

 

在第一次释放AB后至B着地前过程,对AB和弹簧组成的系统由机械能守恒有

 

             ⑥(1分)

 

B着地后到B刚要离地的过程,对A的弹簧组成的系统,由机械能守恒有

 

    3分)

 

第二次释放后,对A的弹簧系统,从A上升至弹簧恢复原长到B刚要离地过程,由机械能守恒有     3分)

 

由①⑥⑦⑧得      1分)

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