Question

【题目】如图所示，竖直固定在水平地面上的透气圆筒中有一劲度系数k＝50N／m的轻质弹簧，弹簧下端固定，上端连接一质量m＝1kg的薄板，圆筒内壁涂有一层ER流体，它对薄板的阻力可调。起初薄板静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度l＝1m。现有一质量M=2kg的物体从距地面h＝2m处自由落下，与薄板碰撞后粘在一起向下做匀减速运动，当薄板下移距离s＝0．5m时速度减为0。忽略空气阻力，重力加速度g＝10m／s2。求：

（1）在物体与薄板碰撞过程中，物体与薄板组成的系统损失的机械能

（2）薄板下移距离s0＝0．1m时，ER流体对其阻力的大小。

Answer 1

【答案】（1） （2）

【解析】

（1）物体自由落下 时的速度为：

物块与 薄板碰撞过程动量守恒，由动量守恒可得：

在此过程中损失的机械能为

解得：

（2）薄板下移距离s＝0．5m时速度由减为0，由运动学公式可知：

解得：

薄板下移距离s0＝0．1m时根据牛顿第二定律可知：

且

解得：

综上所述本题答案是：（1） （2）