如图所示,已知轻弹簧发生弹性形变时所具有的弹性势能Ep=12kx2.其中k为弹簧的劲度系数,x为其形变量.现有质量为m1的物块与劲度系数为k的轻弹簧相连并静止地放在光滑的水平桌面上,弹簧的另一端固定,按住物块m1,弹簧处于自然长度,在m1的右端连一细线并绕过光滑的定滑轮接一个挂钩.现在将质量为m2的小物体轻轻地挂在挂钩上.设细线不可伸长,细线、挂钩、滑轮的质量及一切摩擦均不计,释放m1,求:(1)m1速度达最大值时弹簧伸长的长度.(2)m1的最大速度值.

问题描述:

如图所示,已知轻弹簧发生弹性形变时所具有的弹性势能Ep=

1
2
kx2.其中k为弹簧的劲度系数,x为其形变量.现有质量为m1的物块与劲度系数为k的轻弹簧相连并静止地放在光滑的水平桌面上,弹簧的另一端固定,按住物块m1,弹簧处于自然长度,在m1的右端连一细线并绕过光滑的定滑轮接一个挂钩.现在将质量为m2的小物体轻轻地挂在挂钩上.设细线不可伸长,细线、挂钩、滑轮的质量及一切摩擦均不计,释放m1,求:

(1)m1速度达最大值时弹簧伸长的长度.
(2)m1的最大速度值.

(1)可知当kx=m2g时,m1速度达到最大,此时弹簧伸长的长度为x=m2gk(2)取m2的最大速度为v,m1与m2相连,它们速度一样,则有机械能守恒,得12kx2+12m1v2+12m2v2=m2gxx=m2gk解得 v=m2g1k(m1+m2)答:(1)m1速度达最...
答案解析:(1)当m1的加速度等于零时,即弹簧弹力等于m2的重力时,m1速度达到最大,求出此时弹簧伸长的长度;
(2)取m2的最大速度为v,m1与m2相连,它们速度一样,根据机械能守恒定律即可求解.
考试点:机械能守恒定律.


知识点:解答本题要知道当m1的加速度等于零时,m1速度达到最大,能根据机械能守恒定律求解速度,难度适中.