质量m=1.0 kg的甲物体与竖直放置的轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地面上,如图所示。质量m=1.0 kg的乙物体从甲物体正上方,距离甲物体h=0.40 m处自由落下,撞在甲物体上在极短的时间内与甲物体粘在一起(不再分离)向下运动。它们到达最低点后又向上运动,上升的最高点比甲物体初始位置高H=0.10 m。已知弹簧的劲度系数k=200 N/m,且弹簧始终在弹性限度内,空气阻力可忽略不计,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)乙物体和甲物体碰撞过程中损失的动能;
(2)乙物体和甲物体碰撞后一起向下运动至最低点的过程中,甲乙两物体克服弹簧弹力所做的功。
(1)ΔE=2J
(2)W=6.0J
(1)设乙物体和甲物体碰撞前瞬间乙物体的速度大小为v1,根据v12=2gh
解得v1=2m/s =2.8m/s…………………2分(说明:结果为2
m/s同样得分)
设乙物体和甲物体碰撞后的共同速度大小为v2,由动量守恒定律有mv1=2mv2
解得………2分(说明:结果为
m/s同样得分)
所以碰撞后系统的动能…………………………………2分
因为甲、乙物体构成的系统碰撞前的动能Ek1=4J,所以乙物体和甲物体碰撞过程中损失的机械能ΔE= Ek1- Ek2=2J…………………………………………………………3分
(2)设甲物体静止时弹簧压缩量为x1,
根据平衡条件,解得………………………………………2分
甲和乙碰撞后做简谐运动,在通过平衡位置时两物体所受合力为零,速度最大,设此时弹簧压缩量为x2,解得…………………………………2分
甲物体和乙物体一同上升到最高点时,两物体与简谐运动平衡位置的距离,即简谐运动的振幅A=x2+(H-x1)=15cm
根据简谐运动的对称性可知,两物体向下运动的距离x=A+(x2-x1)=20cm…2分
设两物体向下运动至最低点的过程中,克服弹簧弹力做功为W,
根据动能定理有……2分解得W=6.0J…………1分
科目:高中物理 来源: 题型:
(1)一个球的质量m=
(2)电子的质量me=9.1×10
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科目:高中物理 来源: 题型:
图7-21
(1)解除锁定前弹簧的弹性势能;
(2)小物块第二次经过O′点时的速度大小;
(3)最终小物块与车相对静止时距O′点的距离.
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图16-3-8所示,长木板ab的b端固定一挡板,木板连同挡板的质量为M=4.0 kg,a、b间距离s=2.0 m.木板位于光滑水平面上.在木板a端有一小物块,其质量m=1.0 kg,小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.10,它们都处于静止状态.现令小物块以初速v0=4.0 m/s沿木板向前滑动,直到和挡板相撞.碰撞后,小物块恰好回到a端而不脱离木板.求碰撞过程中损失的机械能.
图16-3-8
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科目:高中物理 来源: 题型:
(7分)如图所示,用水平拉力F使物体由静止开始沿光滑水平地面做匀加速直线运动,测得物体的加速度a = 2.0 m/s2.已知物体的质量m = 1.0 kg.求:
(1)水平拉力F的大小;
(2)物体在t = 5.0 s时速度υ的大小.
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科目:高中物理 来源:2010年甘肃兰炼一中高一下学期期末测试物理 题型:实验题
在用落体法验证机械能守恒定律的实验中:所用重锤的质量m=1.0 kg,打点计时器所用电源频率50 Hz,打下的纸带如图所示(图中的数据为从起始点0到该点的距离),则在打B点时,重锤的速度vB= m/s,重锤的动能Ek= J,从开始下落到打B点时,重锤的势能减小量是 J(取两位有效数字).
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