在光滑的水平面上,物体m1与劲度系数为k的轻质弹簧相连,物体m2相靠m1而压缩弹簧,压缩量为b,整个系统静止.现突然放手,弹簧推动两物体运动,到达某位置时,m1,m2分离,求(1)两物体分离时的速度;(2)分开后,m1向前运动的最大距离.
问题描述:
在光滑的水平面上,物体m1与劲度系数为k的轻质弹簧相连,物体m2相靠m1而压缩弹簧,压缩量为b,整个系统静止.现突然放手,弹簧推动两物体运动,到达某位置时,m1,m2分离,求(1)两物体分离时的速度;(2)分开后,m1向前运动的最大距离.
答
整个系统受合外力为0,故动量守恒,所以m1*V1=m2*V2
同时,由于系统只有弹簧的弹力做工,机械能守恒,这里理解为能量守恒也行,开始弹簧存储的能量全部转化为两物体的动能,因为弹簧回复原长时,二者才能分开,故弹簧这事势能为0.就是说,1/2*m1*V1^2+1/2*m2*V2^2=Ep=1/2*k*b^2
联立以上两式,即可求出两物体分开时的速度。
而由于水平面光滑,故二者分开后永远做匀速直线运动,没有所谓的最大距离
答
(1)根据能量守恒,静止时的弹性势能等於弹簧恢复原长时两物块的总动能,即0.5*k*b^2=0.5*(m1+m2)*v^2v^2=k*b^2/(m1+m2)v=b*(k/(m1+m2))^0.5弹簧恢复原长後,由於m1和弹簧相连,m1所受弹力变为向左,m1开始减速;由於平...