质量为m的木块(可视为质点)左端与轻弹簧相连,弹簧的另一端与固定在足够大的光滑水平桌面上的挡板相连,木质量为m的木块(可视为质点)左端与轻弹簧相连,弹簧的另一端与固定在足够大的光滑水平桌面上的挡板相连,木块的右端与一轻细线连接,细线绕过光滑的质量不计的轻滑轮,木块处于静止状态,在下列情况中弹簧都处于弹性限度内,不计空气阻力及线的形变,重力加速度为g (1)在甲图中,在线的另一端加一竖直向下的大小为F的恒力,木块离开初始位置O右静止开始向右运动,弹簧开始发生伸长形变,已知木块通过P点时速度大小为v,OP两点间的距离为S.求木块拉至P点时弹簧的弹性势能; (2)如果在线的一端不是施加恒力,而是悬挂一个质量为M的钩码,如图乙,木块也从初始位置O由静止开始向右运动,求木块通过P点时的速度大小.
问题描述:
质量为m的木块(可视为质点)左端与轻弹簧相连,弹簧的另一端与固定在足够大的光滑水平桌面上的挡板相连,木
质量为m的木块(可视为质点)左端与轻弹簧相连,弹簧的另一端与固定在足够大的光滑水平桌面上的挡板相连,木块的右端与一轻细线连接,细线绕过光滑的质量不计的轻滑轮,木块处于静止状态,在下列情况中弹簧都处于弹性限度内,不计空气阻力及线的形变,重力加速度为g
(1)在甲图中,在线的另一端加一竖直向下的大小为F的恒力,木块离开初始位置O右静止开始向右运动,弹簧开始发生伸长形变,已知木块通过P点时速度大小为v,OP两点间的距离为S.求木块拉至P点时弹簧的弹性势能;
(2)如果在线的一端不是施加恒力,而是悬挂一个质量为M的钩码,如图乙,木块也从初始位置O由静止开始向右运动,求木块通过P点时的速度大小.
答
(1)用力拉木块至P点时,设此时弹簧的弹性势能为E,根据动能定理得
FX--E=(mv^2)/2 E=FX--(mv^2)/2
(2)悬挂砝码时,当木块运动到点时,弹簧的弹性势能仍为E,设木块的速度为V',
由机械能守恒定律:
MgX=E+1/2(M+m)V'^2 V'=根号下(2MgX--2FX+mv^20)/(m+M)
联立解得:
2分