生物分散剂dmad:高一物理问题

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一个劲度系数为k的轻质弹簧竖直固定在水平地面上,弹簧的上端固定一个质量为m薄木板,木板静止时,弹簧被压缩X0。(1)现用外力缓慢竖直向下压木板,待外力增至mg是木板又向移动的距离X1=?
(2)在(1)间中去掉外力缓慢竖直向下压木板,木板在竖直方向作简谐运动,当木板运动到最高点时,弹簧恰好恢复到原长。在木板的正上方有一个质量为m的小物体自由下落,当木板运动到最低点时小物体恰好与木板碰撞(碰撞时间极短)后站在一起上下运动,要是弹簧仍能恰好恢复原长,则小物体下落高度(如图)h应为多大?(不计空气阻力)

(1) X1=mg/k

(2) 取弹簧原长时的重力势能 和弹性势能为0。在最低点时,弹簧压缩X,此时总机械能为
E=(1/2)kx^2-mgx
在最高点时,机械能为0,由机械能守恒定律得
E=(1/2)kx^2-mgx=0
x=2mg/k

在最低点发生碰撞时,由动量定理得:
mv1=(m+m)v2
m根号(2gh)=2mv2
v2=1/2*根号(2gh)

碰后最低点机械能为
E1= (1/2)kx^2-2mgx+1/2*2*m*v2^2
=-2mg*mg/k+2mgh/4
如果恰好恢复原长,此时机械能为0,由机械能守恒定律有
-2mg*mg/k+2mgh/4=0
h=4mg/k

解:
(1)
mg=kx0
2mg=kx′
x′=2*x0
所以又向下移动了x0.

(2)
0.5*2mv^2=mg*(2x0)
v=√(2gx0)
由动量守恒:
2mv=mv'
v'=2√(2gx0)
mgh=1/2*mv'^2
h=4*x0

答:
(1)待外力增至mg是木板又向移动的距离X1=x0.
(2)h应为4*x0.