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    图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料--ER流体，它对滑块的阻力可调．起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L，现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动．为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变．试求（忽略空气阻力）：
    （1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；
    （2）滑块向下运动过程中加速度的大小；
    （3）滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小．
    【答案】分析：（1）根据机械能守恒可以求得碰撞前物体的速度大小，在根据动量守恒可以求得碰撞后物体的速度大小，从而可以求得碰撞中能量的损失；
    （2）由物体的运动过程可以求得物体的加速度的大小；
    （3）对物体受力分析，由牛顿第二定律可以求得滑块受到的阻力的大小．
    解答：解：
    （1）设物体下落末速度为v，由机械能守恒定律
    得
    设碰后共同速度为v1，由动量守恒定律
    2mv1=mv
    得．
    碰撞过程中系统损失的机械能力．
    （2）设加速度大小为a，有2as=v12
    得 ．
    （3）设弹簧弹力为FN，ER流体对滑块的阻力为FER，
    受力分析如图所示 FS+FER-2mg=2ma
    FS=kx
    x=d+
    ．
    答：（1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能为mgL；
    （2）滑块向下运动过程中加速度的大小为；
    （3）滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小为mg+-Kd．
    点评：本题中不仅用到了机械能守恒还有动量守恒和牛顿第二定律，题目的综合性较强，能够很好考查学生的分析问题的能力．
    练习册系列答案
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    如图所示，图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料--ER流体，它对滑块的阻力可调．起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L．现突然给滑块一个向下的大小为v1=
    1
    2
    		2gL
    的初速度，使滑块向下运动．为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为
    2mg
    k
    时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变．试求（忽略空气阻力）：
    （1）滑块向下运动过程中加速度的大小；
    （2）滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小．

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    （2008?重庆）图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料--ER流体，它对滑块的阻力可调．起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L，现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动．为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为
    2mgk
    时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变．试求（忽略空气阻力）：
    （1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；
    （2）滑块向下运动过程中加速度的大小；
    （3）滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2010?宿州二模）如图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料-ER流体，它对滑块的阻力可调．起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L，现有一质量为M=2m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块瞬间碰撞后粘在一起向下运动．为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为
    3mgk
    （g为重力加速度）时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变．试求（忽略空气阻力）：
    （1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；
    （2）在滑块下移停止之前的过程中，ER流体对滑块阻力的大小f与下滑距离d所满足的函数关系式．

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    （08年重庆卷）（19分）图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料――ER流体，它对滑块的阻力可调。起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L，现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动。为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变.试求（忽略空气阻力）。

    （1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；

    （2）滑块向下运动过程中加速度的大小；

    （3）滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小。

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    （重庆卷）24.（19分）题24图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER流体，它对滑块的阻力可调.起初，滑块静止,ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L，现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动.为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变.试求（忽略空气阻力）:

    (1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；

    (2)滑块向下运动过程中加速度的大小；

    (3)滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小.

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