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如图16所示,一轻质弹簧竖直固定在地面上,自然长度为1m,上面连接一个质量为m1...

如图16所示,一轻质弹簧竖直固定在地面上,自然长度为1m,上面连接一个质量为m1=1kg的物体,平衡时物体离地面0.9m.距物体m1正上方高为0.3m处有一个质量为m2=1kg的物体自由下落后与弹簧上物体m1碰撞立即合为一体,一起在竖直面内做简谐振动.当弹簧压缩量最大时,弹簧长为0.6m.求(g取10m/s2):
(1)碰撞结束瞬间两物体的动能之和是多少?
(2)两物体一起做简谐振动时振幅的大小?
(3)弹簧长为0.6m时弹簧的弹性势能大小?

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(1)由自由落体运动的公式求出物体m2碰撞前的速度.两物体碰撞过程遵守动量守恒,由动量守恒定律求出碰撞后两物体的速度,再求碰撞结束瞬间两物体的动能之和. (2)振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离.当弹簧的弹力与两物体的重力平衡时,由胡克定律求出弹簧被压缩的长度,根据弹簧的最大压缩量,求出振幅. (3)根据公式EP=,求出弹簧长为0.6m时弹簧的弹性势能大小. 【解析】 (1)物体m2碰撞前的速度v==m/s=m/s. 设碰撞后两物体的速度为v,则由动量守恒定律得     m2v=(m1+m2)v 得到v= 所以碰撞结束瞬间两物体的动能之和Ek= 代入解得   Ek=1.5J. (2)由题开始状态,平衡时物体m1离地面0.9m,则弹簧的劲度系数k===100N/m. 碰撞后,当两物体的重力与弹力平衡时,弹簧被压缩的长度x2==0.2m. 两物体一起做简谐振动时振幅的大小A=x-x2-l3=1m-0.2m-0.6m=0.2m. (3)弹簧长为0.6m时弹簧的弹性势能大小EP===8J. 答:(1)碰撞结束瞬间两物体的动能之和是1.5J.     (2)两物体一起做简谐振动时振幅的大小是0.2m.     (3)弹簧长为0.6m时弹簧的弹性势能大小是8J.
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考点分析:
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(3)根据纸带算出相关各点的速度v量出下落的距离h,以manfen5.com 满分网为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图中的    ,就证明机械能是守恒的,图象的斜率代表的物理量是    查看答案
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指出上面步骤中遗漏或错误的地方,写出该步骤的字母,并加以改正.(不要求进行误差计算)______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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