有关弹簧的动量问题
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动量守恒实验技巧与常见问题解析动量守恒是物理学中一个重要的概念,它描述了在没有外力作用下,系统的总动量维持不变。
为了验证动量守恒定律,实验是必不可少的一个手段。
本文将介绍一些动量守恒实验的技巧,并解析常见问题,帮助读者更好地理解和掌握这一概念。
一、弹球实验弹球实验是最常见的演示动量守恒的实验之一。
一般来说,实验中会使用两个弹性小球,并将它们进行碰撞。
在进行实验前,我们需要注意以下几个技巧:1. 预热:弹性小球需要预热,这可以通过频繁地将它们进行弹跳来实现。
预热后的小球能够更好地发挥它们的弹性,从而减小能量损失。
2. 预留空间:在进行碰撞时,需要确保两个小球之间有足够的空间。
这样,当两个小球碰撞时,它们能够自由地弹开,避免碰撞过程中的干扰。
3. 观察角度:为了更好地观察碰撞过程,我们可以选择一个合适的观察角度。
通常来说,与小球碰撞平面垂直的方向是一个较好的选择。
在实验过程中,我们通常会遇到一些常见问题,下面将对其进行解析。
1. 能量损失:在实际实验中,我们会观察到部分动能的损失。
这是由于实验中存在着各种摩擦力和空气阻尼等非理想因素。
为了减小能量损失,我们可以选择使用较为理想的小球材料,如金属弹球。
2. 弹球的质量和速度:在进行弹球实验时,我们可以调节小球的质量和速度。
当两个小球质量相同并具有相同的速度时,碰撞后它们的速度也将相同。
而当两个小球质量不同或速度不同时,碰撞后会出现不同的速度分布。
二、弹簧实验弹簧实验是实验动量守恒的另一种常见方法。
在弹簧实验中,我们通常会使用一个弹簧和几个小球。
下面是一些技巧和常见问题的解析。
1. 弹簧的弹性系数:在进行弹簧实验时,我们需要选择合适的弹簧。
弹簧的弹性系数越大,它对物体的弹性力就越大,从而更容易观察到碰撞的效果。
2. 弹簧的固定:在使用弹簧时,我们需要确保它被牢固地固定在一个平稳的位置上,以保证实验的可靠性和准确性。
3. 弹簧的伸缩长度:在进行实验时,我们可以改变弹簧的伸缩长度。
动量守恒定律试题(含答案)一、动量守恒定律 选择题1.如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为m 1和m 2的两物块A ,B 相连接,静止在光滑水平地面上,现使A 瞬时获得水平向右的速度3m/s ,从此刻开始计时,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,下列说法正确的是( )A .物块A 在t 1和t 3两个时刻的加速度大小相等B .从开始计时到t 4这段时间内,物块A ,B 在t 2时刻相距最远C .t 1到t 3这段时间内弹簧长度一直在增大D .12:1:2m m2.如图所示,足够长的光滑细杆PQ 水平固定,质量为2m 的物块A 穿在杆上,可沿杆无摩擦滑动,质量为0.99m 的物块B 通过长度为L 的轻质细绳竖直悬挂在A 上,整个装置处于静止状态,A 、B 可视为质点。
若把A 固定,让质量为0.01m 的子弹以v 0水平射入物块B (时间极短,子弹未穿出)后,物块B 恰好能在竖直面内做圆周运动,且B 不会撞到轻杆。
则( )A .在子弹射入物块B 的过程中,子弹和物块B 构成的系统,其动量和机械能都守恒 B .子弹射入物块B 的初速度v 05gLC .若物块A 不固定,子弹仍以v 0射入时,物块上摆的初速度将小于原来物块A 固定时的上摆初速度D .若物块A 不固定,子弹仍以v 0射入,当物块B 摆到与PQ 等高时,物块A 的速率为5gL 3.水上飞行运动使用的是一种叫“喷射式悬浮飞行器”的装置,也称为“喷水飞行背包”,它通过向下喷射高压水柱的方式将操控者托举在水面 上空,利用脚上喷水装置产生的反冲动力,让你可以在水面之上腾空而起,另外配备有手动控 制的喷嘴,用于稳定空中飞行姿态.如图所示运动员在水上做飞行运动表演.他操控喷射式悬浮飞行器将水带竖直送上来的水反转180°后向下喷出,令自己悬停在空中.已知运动员与装备的总质量为100 kg ,两个圆管喷嘴的直径均为10cm ,已知重力加速度大小g =10m/s 2,水的密度ρ=1.0×103kg/cm 3,则喷嘴处喷水的速度大约为A .3.0 m/sB .5.4 m/sC .8.0 m/sD .10.2 m/s4.将质量为m 0的木块固定在光滑水平面上,一颗质量为m 的子弹以速度v 0沿水平方向射入木块,子弹射穿木块时的速度为03v .现将同样的木块放在光滑的水平桌面上,相同的子弹仍以速度v 0沿水平方向射入木块,设子弹在木块中所受阻力不变,则以下说法正确的是()A .若m 0=3m ,则能够射穿木块B .若m 0=3m ,子弹不能射穿木块,将留在木块中,一起以共同的速度做匀速运动C .若m 0=3m ,子弹刚好能射穿木块,此时子弹相对于木块的速度为零D .若子弹以3v 0速度射向木块,并从木块中穿出,木块获得的速度为v 1;若子弹以4v 0速度射向木块,木块获得的速度为v 2;则必有v 1<v 25.如图所示,小车质量为M ,小车顶端为半径为R 的四分之一光滑圆弧,质量为m 的小球从圆弧顶端由静止释放,对此运动过程的分析,下列说法中正确的是(g 为当地重力加速度)( )A .若地面粗糙且小车能够静止不动,则地面对小车的静摩擦力最大为mgB .若地面粗糙且小车能够静止不动,则地面对小车的静摩擦力最大为32mg C .若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车速度为2()gR m M M m +D .若地面光滑,当小球滑到圆弧最低点时,小车速度为2()gR m M m +6.如图所示,一个质量为M 的木箱静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个质量为m =2M 的小物块.现使木箱瞬间获得一个水平向左、大小为v 0的初速度,下列说法正确的是A .最终小物块和木箱都将静止B .最终小物块和木箱组成的系统损失机械能为203Mv C .木箱速度水平向左、大小为02v 时,小物块的速度大小为04v D .木箱速度水平向右、大小为03v . 时,小物块的速度大小为023v 7.如图所示,质量为M 的长木板静止在光滑水平面上,上表面OA 段光滑,AB 段粗糙且长为l ,左端O 处固定轻质弹簧,右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上,轻绳所能承受的最大拉力为F .质量为m 的小滑块以速度v 从A 点向左滑动压缩弹簧,弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断,再过一段时间后长木板停止运动,小滑块恰未掉落.则( )A .细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为F M B .细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为212mv C .弹簧恢复原长时滑块的动能为212mv D .滑块与木板AB 间的动摩擦因数为22v gl8.如图所小,在粗糙水平面上,用水平轻绳相连的两个相同物体P 和Q ,质量均为m ,在水平恒力F 作用下以速度v 做匀速运动.在t =0时轻绳断开,Q 在F 的作用下继续前进,则下列说法正确的是( )A .t =0至2mv t F =时间内,P 、Q 的总动量守恒 B .t =0至3mv t F =时间内,P 、Q 的总动量守恒 C .4mv t F=时,Q 的动量为3mvD .3mv t F =时,P 的动量为32mv 9.如图所示,两滑块A 、B 位于光滑水平面上,已知A 的质量M A =1k g ,B 的质量M B =4k g .滑块B 的左端连有轻质弹簧,弹簧开始处于自由伸长状态.现使滑块A 以v =5m/s 速度水平向右运动,通过弹簧与静止的滑块B 相互作用(整个过程弹簧没有超过弹性限度),直至分开.则( )A .物块A 的加速度一直在减小,物块B 的加速度一直在增大B .作用过程中弹簧的最大弹性势能2J p E =C .滑块A 的最小动能为 4.5J KA E =,滑块B 的最大动能为8J KB E =D .若滑块A 的质量4kg A M =,B 的质量1kg B M =,滑块A 的最小动能为18J KAE =,滑块B 的最大动能为32J KB E =10.如图所示,一轻杆两端分别固定a 、b 两个半径相等的光滑金属球,a 球质量大于b 球质量.整个装置放在光滑的水平面上,将此装置从图示位置由静止释放,则( )A .在b 球落地前瞬间,a 球的速度方向向右B .在b 球落地前瞬间,a 球的速度方向向左C .在b 球落地前的整个过程中,轻杆对b 球的冲量为零D .在b 球落地前的整个过程中,轻杆对b 球做的功为零11.如图所示,质量为m = 245 g 的物块(可视为质点)放在质量为M = 0.5 kg 的木板左端,足够长的木板静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数为μ = 0.4,质量为 m 0 = 5 g 的子弹以速度v 0 = 300 m/s 沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短),g = 10 m/s 2,则在整个过程中A .物块和木板组成的系统动量守恒B .子弹的末动量大小为0.01kg·m/sC .子弹对物块的冲量大小为0.49N·sD .物块相对木板滑行的时间为1s12.如图所示,一质量为m 0=0.05 kg 的子弹以水平初速度v 0=200 m/s 打中一放在水平地面上A 点的质量为m =0.95 kg 的物块,并留在物块内(时间极短,可忽略),随后物块从A 点沿AB 方向运动,与距离A 点L =5 m 的B 处的墙壁碰撞前瞬间的速度为v 1=8 m/s,碰后以v 2=6 m/s 的速度反向运动直至静止,测得物块与墙碰撞的时间为t =0.05 s,g 取10 m/s 2,则A .物块从A 点开始沿水平面运动的初速度v =10 m/sB .物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.36C .物块与墙碰撞时受到的平均作用力大小F =266 ND .物块在反向运动过程中产生的摩擦热Q =18 J13.如图所示,一个质量为m 、半径足够大的1/4光滑圆弧体,静止放在光滑水平面上.有一个质量也为m 的小球,以v 0的初速度从最低点冲上圆弧体到又滑回到最低点的过程中,下列结论正确的是(已知重力加速度为g )( )A .整个过程中,圆弧体的速度先增大后减小B .小球能上升的最大高度为204v gC .圆弧体所获得的最大速度为v 0D .在整个作用的过程中,小球对圆弧体的冲量大于mv 014.光滑水平面上有一静止木块,质量为m 的子弹水平射入木块后木穿出,子惮与木块运动的速度图象如图所示。
教师姓名唐斌学生姓名填写时间年级高三学科物理上课时间阶段基础()提高(√)强化()课时计划第()次课共()次课教学过程动量之弹簧类问题第一部分弹簧类典型问题1.弹簧类模型的最值问题在高考复习中,常常遇到有关“弹簧类”问题,由于弹簧总是与其他物体直接或间接地联系在一起,弹簧与其“关联物”之间总存在着力、运动状态、动量、能量方面的联系,因此学生普遍感到困难,本文就此类问题作一归类分析。
1、最大、最小拉力例1. 一个劲度系数为k=600N/m的轻弹簧,两端分别连接着质量均为m=15kg的物体A、B,将它们竖直静止地放在水平地面上,如图1所示,现加一竖直向上的外力F在物体A上,使物体A开始向上做匀加速运动,经0.5s,B物体刚离开地面(设整个加速过程弹簧都处于弹性限度内,且g=10m/s2)。
求此过程中所加外力的最大和最小值。
图12、最大高度例2. 如图2所示,质量为m的钢板与直立弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地面上,平衡时弹簧的压缩量为x0。
一物体从钢板正上方距离为3x的A处自由下落打在钢板上,并立即与钢板一起向下运动,但不粘连,0它们到达最低点后又向上运动,已知物块质量也为m时,它们恰能回到O 点,若物体质量为2m仍从A处自由下落,则物块与钢板回到O点时还有向上的速度,求物块向上运动到达的最高点与O点的距离。
图23、最大速度、最小速度例3. 如图3所示,一个劲度系数为k的轻弹簧竖直立于水平地面上,下端固定于地面,上端与一质量为m的平板B相连而处于静止状态。
今有另一质量为m的物块A从B的正上方h高处自由下落,与B发生碰撞而粘在一起,已知它们共同向下运动到速度最大时,系统增加的弹性势能与动能相等,求系统的这一最大速度v。
图3==2,例4. 在光滑水平面内,有A、B两个质量相等的木块,mm k gA B中间用轻质弹簧相连。
现对B施一水平恒力F,如图4所示,经过一段时间,A、B的速度等于5m/s时恰好一起做匀加速直线运动,此过程恒力做功为100J,当A、B恰好一起做匀加速运动时撤除恒力,在以后的运动过程中求木块A的最小速度。
考点2.2.1 类碰撞模型之“滑块+弹簧+滑块〞1.对于弹簧类问题,在作用过程中,系统合外力为零,满足动量守恒.2.整个过程涉及到弹性势能、动能、内能、重力势能转化,应用能量守恒定律解决此类问题.3.注意:弹簧压缩最短时,弹簧连接两物体速度相等,此时弹簧弹性势能最大.例4 两物块A 、B 用轻弹簧相连,质量均为2kg ,初始时弹簧处于原长,A 、B 两物块都以v =6m/s 速度在光滑水平地面上运动,质量为4kg 物块C 静止在前方,如图4所示.B 与C 碰撞后二者会粘在一起运动.那么在以后运动中:(1)当弹簧弹性势能最大时,物块A 速度为多大?(2)系统中弹性势能最大值是多少?【解析】(1)当A 、B 、C 三者速度相等时弹簧弹性势能最大.由A 、B 、C 三者组成系统动量守恒,(m A +m B )v =(m A +m B +m C )·v ABC ,解得v ABC =2+2×62+2+4m/s =3 m/s. (2)B 、C 碰撞时B 、C 组成系统动量守恒,设碰后瞬间B 、C 两者速度为v BC ,那么m B v =(m B +m C )v BC ,v BC =2×62+4m/s =2 m/s ,设物块A 、B 、C 速度一样时弹簧弹性势能最大为E p ,根据能量守恒E p =12(m B +m C )v 2BC +12m A v 2-12(m A +m B +m C )v 2ABC =12×(2+4)×22J +12×2×62J -12×(2+2+4)×32J =12J. 【答案】(1)3m/s (2)12J1. (多项选择)光滑水平地面上,A 、B 两物体质量都为m ,A 以速度v 向右运动,B 原来静止,左端有一轻弹簧,如下图,当A 撞上弹簧,弹簧被压缩最短时( AD )A .A 、B 系统总动量仍然为mvB .A 动量变为零C .B 动量到达最大值D .A 、B 速度相等2. 如下图,质量相等两个滑块位于光滑水平桌面上,其中弹簧两端分别与静止滑块N 与挡板P 相连接,弹簧与挡板质量均不计;滑块M 以初速度v 0向右运动,它与档板P 碰撞〔不粘连〕后开场压缩弹簧,最后滑块N 以速度v 0向右运动。
高中物理弹簧问题分类全解析一、有关弹簧题目类型 1、平衡类问题 2、突变类问题3、简谐运动型弹簧问题4、功能关系型弹簧问题5、碰撞型弹簧问题6、综合类弹簧问题 二、分类解析 1、平衡类问题例1.如图示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧.在这过程中下面木块移动的距离为( )A.m1g/k 1B.m2g/k 2C.m1g/k 2D.m2g/k 2解析:我们把看成一个系统,当整个系统处于平衡状态时,整个系统受重力和弹力,即当上面木块离开弹簧时,受重力和弹力,则【例2】、14、如图所示,与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg 的物体。
细绳的一端摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。
物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为4.9N 。
关于物体受力的判断(取g=9.8m/s2),下列说法正确的是C A.斜面对物体的摩擦力大小为零B. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N ,方向沿斜面向上C. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N ,方向沿斜面向下D. 斜面对物体的摩擦力大小为4.9N ,方向垂直斜面向上练习1、(2010山东卷)17.如图所示,质量分别为1m 、2m 的两个物体通过轻弹簧连接,在力F 的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(1m 在地面,2m 在空中),力F 与水平方向成 角。
则1m 所受支持力N 和摩擦力f 正确的是ACA .12sin N m g m g F θ=+-B .12cos N m g m g F θ=+-C .cos f F θ=D .sin f F θ=2、在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为2.0kg 的木板相连。
若在木板上再作用一个竖直向下的力F 使木板缓慢向下移动0.1米,力F 作功2.5J,此时木板再次处于平衡,力F 的大小为50N ,如图所示,则木板下移0.1米的过程中,弹性势能增加了多少?解:由于木板压缩弹簧,木板克服弹力做了多少功,弹簧的弹性势能就增加了多少,即:(木板克服弹力做功,就是弹力对木块做负功),W 弹=-mgx -W F =-4.5J所以弹性势能增加4.5焦耳点评:弹力是变力,缓慢下移,F 也是变力,所以弹力功2、突变类问题例1、一个轻弹簧一端B 固定,另一端C 与细绳的一端共同拉住一个质量为m 的小球,绳的另一端A 也固定,如图所示,且AC 、BC 与竖直方向夹角分别为21θθ、、,求(1)烧断细绳瞬间,小球的加速度(2)在C处弹簧与小球脱开瞬间,小球的加速度解:(1)若烧断细绳的瞬间,小球的所受合力与原来AC 绳拉力TAC 方向等大、反向,即加速度a 1方向为AC 绳的反向,原来断绳前,把三个力画到一个三角形内部,由正弦定理知: mg/sin(180°-θ1-θ2)=T AC /sinθ2,解得T AC =mgsinθ2/sin(180°-θ1-θ2)=mgsinθ2/sin(θ1+θ2), 故由牛顿第二定律知:a 1=T AC /m=gsinθ2/sin(θ1+θ2) 或者: F AC ×cosθ1+F BC ×cosθ2=mg F AC ×sinθ1=F BC ×sinθ2 解之得F AC =mgsinθ2/sin(θ1+θ2)则瞬间加速度大小a 1=gsinθ2/sin(θ1+θ2),方向AC 延长线方向。
动量守恒的十种模型解读和针对性训练弹簧模型模型解读【典例分析】【典例】(2024高考辽吉黑卷)如图,高度0.8m h =的水平桌面上放置两个相同物块A 、B ,质量A B 0.1kg m m ==。
A 、B 间夹一压缩量Δ0.1m x =的轻弹簧,弹簧与A 、B 不栓接。
同时由静止释放A 、B ,弹簧恢复原长时A 恰好从桌面左端沿水平方向飞出,水平射程A 0.4m x =;B 脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离B 0.25m x =后停止。
A 、B 均视为质点,取重力加速度210m/s g =。
求:(1)脱离弹簧时A 、B 的速度大小A v 和B v ;(2)物块与桌面间动摩擦因数μ;(3)整个过程中,弹簧释放的弹性势能p E D。
的【针对性训练】1. (2024年3月江西赣州质检)如图甲所示,光滑水平地面上有A 、B 两物块,质量分别为2kg 、6kg ,B 的左端拴接着一劲度系数为200N/m 3的水平轻质弹簧,它们的中心在同一水平线上。
A 以速度v 0向静止的B 方向运动,从A 接触弹簧开始计时至A 与弹簧脱离的过程中,弹簧长度l 与时间t 的关系如图乙所示,弹簧始终处在弹性限度范围内,已知弹簧的弹性势能2p 12E kx =(x 为弹簧的形变量),则( )A. 在0~2t 0内B 物块先加速后减速B. 整个过程中,A 、B 物块构成的系统机械能守恒C. v 0=2m/sD. 物块A 在t 0时刻时速度最小2. (2024河南新郑实验高中3月质检)如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为m 1、m 2的两物块A、B 相连接,并静止在光滑水平面上。
现使A 获得水平向右、大小为3m/s 的瞬时速度,从此刻开始计时,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图像提供的信息可得( )A.在t 1、t 3时刻两物块达到共同速度1m/s ,且弹簧都处于伸长状态B.从t 3到t 4时刻间弹簧由压缩状态恢复到原长C.两物体的质量之比为m 1:m 2=1:2D.在t 2时刻A 、B 两物块的动能之比为E k 1:E k 2=8:13. (2024山东济南期末)如图甲所示,物块A 、B 用轻弹簧拴接,放在光滑水平面上,B 左侧与竖直墙壁接触。
动量之弹簧类问题第一部分弹簧类典型问题1.弹簧类模型的最值问题在高考复习中,常常遇到有关“弹簧类”问题,由于弹簧总是与其他物体直接或间接地联系在一起,弹簧与其“关联物”之间总存在着力、运动状态、动量、能量方面的联系,因此学生普遍感到困难,本文就此类问题作一归类分析。
1、最大、最小拉力例1. 一个劲度系数为k=600N/m的轻弹簧,两端分别连接着质量均为m=15kg的物体A、B,将它们竖直静止地放在水平地面上,如图1所示,现加一竖直向上的外力F在物体A上,使物体A开始向上做匀加速运动,经0.5s,B物体刚离开地面(设整个加速过程弹簧都处于弹性限度内,且g=10m/s2)。
求此过程中所加外力的最大和最小值。
图12、最大高度例2. 如图2所示,质量为m的钢板与直立弹簧的上端连接,弹簧下端。
一物体从钢板正上方距离为固定在地面上,平衡时弹簧的压缩量为x3x的A处自由下落打在钢板上,并立即与钢板一起向下运动,但不粘连,0它们到达最低点后又向上运动,已知物块质量也为m时,它们恰能回到O 点,若物体质量为2m仍从A处自由下落,则物块与钢板回到O点时还有向上的速度,求物块向上运动到达的最高点与O点的距离。
图23、最大速度、最小速度例3. 如图3所示,一个劲度系数为k 的轻弹簧竖直立于水平地面上,下端固定于地面,上端与一质量为m 的平板B 相连而处于静止状态。
今有另一质量为m 的物块A 从B 的正上方h 高处自由下落,与B 发生碰撞而粘在一起,已知它们共同向下运动到速度最大时,系统增加的弹性势能与动能相等,求系统的这一最大速度v 。
图3例4. 在光滑水平面内,有A 、B 两个质量相等的木块,mm k g A B==2,中间用轻质弹簧相连。
现对B 施一水平恒力F ,如图4所示,经过一段时间,A 、B 的速度等于5m/s 时恰好一起做匀加速直线运动,此过程恒力做功为100J ,当A 、B 恰好一起做匀加速运动时撤除恒力,在以后的运动过程中求木块A 的最小速度。
动量守恒定律应用-----与弹簧相关
1.如图13-1-5所示,轻质弹簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m 的物体A 相连,A 放在光滑水平面上,有一质量与A 相同的物体B ,从高h 处由静止开始沿光滑曲面滑下,与A 相碰后一起将弹簧压缩,弹簧复原过程中某时刻B 与A 分开且沿原曲面上升.求(1)弹簧被压缩时所具有的最大弹性势能 (2)B 能达到的最大高度
2.如图所示,两个木块的质量分别为m 1=0.2kg 、m 2 =0.6 kg 中间用轻弹簧相连接放在光滑的水平面上,且m1左侧靠一固定竖直挡板。
某一瞬间敲击木块m 2使其获得0.2m/s 的水平向左速度,木块m 2向左压缩弹簧然后被弹簧弹回,弹回时带动木块m 1运动。
求: ①当弹簧拉伸到最长时,木块m 1的速度多大?
②在以后的运动过程中,木块m 1速度的最大值为多少?
3如图所示,在光滑水平地面上有一固定的挡板,挡板左端固定一个轻弹簧。
现有一质量M =3kg ,长L =4m 的小车AB (其中O 为小车的中点,AO 部分粗糙,OB 部分光滑)一质量为m =1kg 的小物块(可视为质点),放在车的最左端,车和小物块一起以0v =4m/s 的速度在水平面上向右匀速运动,车撞到挡板后瞬间速度变为零,但未与挡板粘连。
已知车OB 部分的长度大于弹簧的自然长度,弹簧始终处于弹性限度内,小物块与车AO 部分之间的动摩擦因数为μ=0.3,重力加速度210m/s g =。
求:
(1)小物块和弹簧相互作用的过程中,弹簧具有的最大弹性势能;
(2)小物块和弹簧相互作用的过程中,弹簧对小物块的冲量;
(3)小物块最终停在小车上的位置距A 端多远。
弹簧类机械能守恒动量守恒1.如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但不连接,该整体静止在光滑水平地面上,并且C被锁定在地面上.现有一滑块A从光滑曲面上离地面h高处由静止开始下滑,与滑块B发生碰撞并粘连在一起压缩弹簧,当速度减为碰后速度一半时滑块C解除锁定.已知mA=m,mB=2m,mC="3m." 求:被压缩弹簧的最大弹性势能.2.质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地上,平衡时,弹簧的压缩量为x,如图所示,一物块从钢板正上方距离为3x的A处自由落下,打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动,但不粘连,它们到达最低点后又向上运动,已知物块质量也为m时,它们恰能回到O点,若物块质量为2m,仍从A处自由落下,则物块与钢板回到O点时,还具有向上的速度,求物块向上运动到达最高点O点的距离.3.如图所示,在光滑水平面上,质量为m的小球A和质量为m的小球B通过轻弹簧连接并处于静止状态,弹簧处于原长;质量为m的小球C以初速度v沿AB连线向右匀速运动,并与小球A发生弹性碰撞. 在小球B的右侧某位置固定一块弹性挡板(图中未画出),当弹簧恢复原长时,小球B与挡板发生正碰并立刻将挡板撤走. 不计所有碰撞过程中的机械能损失,弹簧始终处于弹性限度内,小球B与挡板的碰撞时间极短,碰后小球B的速度大小不变,但方向相反。
在小球A向右运动过程中,求:(1)小球B与挡板碰撞前,弹簧弹性势能最大值;(2)小球B与挡板碰撞时,小球A、B速度分别多大?(3)小球B与挡板碰撞后弹簧弹性势能最大值。
4..(10分)如图所示,三个可视为质点的滑块质量分别为mA =m,mB=2m,mC=3m,放在光滑水平面上,三滑块均在同一直线上.一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但未连接,B、C均静止。
现滑块A以速度v=与滑块B发生碰撞(碰撞时间极短)后粘在一起,并压缩弹簧推动滑块C向前运动,经一段时间,滑块C脱离弹簧,继续在水平面上匀速运动,求:①被压缩弹簧的最大弹性势能②滑块C脱离弹簧后A、B、C三者的速度5.如图所示,质量为m=1kg的滑块A从光滑圆弧h=0.9m处由静止开始下滑,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平导轨上,B滑块与A滑块的质量相等,弹簧处在原长状态.滑块从P点进入水平导轨,滑行S=1m后与滑块B相碰,碰撞时间极短,碰后A、B紧贴在一起运动,但互不粘连.已知最后A恰好返回水平导轨的左端P点并停止.滑块A和B与水平导轨的滑动摩擦因数都为μ=0.1,g=10m/s求:(1)滑块A 与滑块B 碰撞前的速度(2)滑块A 与滑块B 碰撞过程的机械能损失 (3)运动过程中弹簧最大形变量 x .6.如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B 上,另一端与滑块C 接触但未连接,该整体静止放在离地面高为H=5m 的光滑水平桌面上.现有一滑块A 从光滑曲面上离桌面h=1.8m 高处由静止开始滑下,与滑块B 发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C 向前运动,经一段时间,滑块C 脱离弹簧,继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出.已知m A =1kg ,m B =2kg ,m C =3kg ,g=10m/s 2,求: (1)滑块A 与滑块B 碰撞结束瞬间的速度; (2)被压缩弹簧的最大弹性势能;(3)滑块C 落地点与桌面边缘的水平距离.7. (II)如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B 上,另一端与滑块C 接触但未连接,该整体静置在光滑水平面上.现有一滑块A 从光滑曲面上离水平面h 高处由静止开始滑下,与滑块B 发生碰撞(时间极短)并粘在一起压缩弹簧推动滑块C 向前运动,经过一段时间,滑块C 脱离弹簧,继续在水平面上做匀速运动.已知m A =m B =m ,m C =2m ,求: (1)滑块A 与滑块B 碰撞时的速度v 1大小;(2)滑块A 与滑块B 碰撞结束瞬间它们的速度v 2的大小; (3)滑块C 在水平面上匀速运动的速度的大小.8. 如图,质量为m 1的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m 2的物体B 相连,弹簧的劲度系数为k ,A 、B 都处于静止状态。