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弹簧,机械能

温柔哥2013-06-05 11:17:46功与能5010

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 解析:

(1)设磁撞前瞬间,小物块b的速度为v1

小物块从静止开始运动到刚要与小车发生碰撞的过程中,根据动能定理可知

Fs-μmgs= (1/2)mv1 2 ①

解得v1=6m/s


(2)由于小车简谐振动的振幅是0.2m,所以弹簧的最大形变量为x=A=0.2m

根据弹性势能的表达式可知最大弹性势能Epm= kA2 ③

解得Epm=4J ④

根据机械能守恒定律可知小车的最大动能应等于弹簧的最大弹性势能

所以 kA2= Mvm2 ⑤

解得小车的最大速度vm=1m/s ⑥


(3)小物块b与小车a碰撞后,小车a的速度为vm,设此时小物块的速度为v1/,设向右为正方向,由动量守恒定律有

mv1=mv/1+Mvm ⑦ 解得v1/=-2m/s ⑧

接着小物块向左匀减速运动一直到停止,设位移是s1,所经历的时间为t1,根据动能定理可知

-μmgs1=0- mv1/2 ⑨解得s1=1m ⑩

物块作匀减速运动时的加速度为a= =μg=2m/s2 ⑾

t1=1s ⑿

小车a振动的周期T=2s ⒀

由于T>t1> T,所以小车a在小物块b停止时在O点的左侧,并向右运动.

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