(A)如图所示,一轻弹簧竖直放置在地面上,下端固定,上端连接一质量为M的水平钢板,处于静止状态.现有
来自: 更新日期:早些时候
如图所示,一轻弹簧竖直放置在地面上,下端固定,上端连接一质量为 M 的水平钢板,处于静止状态。现有一~
2.5,7.5m(或5,15m)
(1)设小球与钢板第一次碰撞前瞬时的速度大小v0,小球与钢板第一次碰撞后,小球与钢板的速度分别为v1和v2.取竖直向下方向为正方向.由机械能守恒得:mgh=12mv 20,解得,v0=2gh=10m/s对于碰撞过程,由动量守恒和机械能守恒得: mv0=mv1+Mv2 ① 12mv20=12mv21+12Mv22 ②又M=3m ③联立①②③得:v1=-5m/s,v2=5m/s,即小球与钢板第一次碰撞后,小球的速度v1为 5m/s,方向向上;钢板的速度v2为 5m/s 方向向下.( 2 )由上知,第一碰撞后小球作竖直上抛运动,总时间为t1=2v1g=1s,而钢板作简谐运动的周期为T=2.0s,所以两者会在第一碰撞位置发生第二碰撞.设第二次碰撞后,小球与钢板的速度分别为v1′和v2′.由动量守恒和机械能守恒得: mv1-Mv2=mv1′+Mv2 ′ 12mv21+12Mv22=12mv′21+12Mv′22又M=3m联立以上三式解得,v1′=-10m/s,v2′=0.此后小球竖直上抛运动,时间为t2=2v′g=2s=T,恰好经过2s后发生第三次碰撞,第三次碰撞与第一次碰撞相同.画出小球的v-t图线如下图所示(小球与钢板第二次碰撞后,小球的速度为 10m/s,方向向上;钢板的速度为零)答:(1)小球与钢板第一次碰撞后,小球的速度v1为 5m/s,方向向上;钢板的速度v2为 5m/s 方向向下.(2)小球的v-t图线如图所示.
(1)取竖直向下方向为正方向. 小球下落过程做自由落体运动,得小球与钢板碰撞前的速度大小v=
|