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=1/2kx2.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,
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=
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 2
(1)m1速度达最大值时弹簧伸长的长度.
(2)m1的最大速度值.
答
(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=
m2g k
(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
kx2+1 2
m1v2+1 2
m2v2=m2gx1 2
x=
m2g k
解得 v=m2g
1 k(m1+m2)
答:(1)m1速度达最大值时弹簧伸长的长度为
.
m2g k
(2)m1的最大速度值为m2g
.
1 k(m1+m2)