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如图所示,一劲度系数为k的轻弹簧左端固定在长且薄的木板A的左侧,轻弹簧右端与小物...

如图所示,一劲度系数为k的轻弹簧左端固定在长且薄的木板A的左侧,轻弹簧右端与小物块B连接,已知木板A的质量为mA,小物块B的质量为mB.且A、B之间、以及A与水平地面间均光滑.开始时,A和B均静止,现同时对A、B施加等大反向的水平恒力F1和F2,即F1=F2=F.设整个过程中弹簧的形变不超过其弹性限度,B始终未滑离A.求:
(1)以地面作为参照系,求当木板A的位移为lA时,物块B的位移lB的大小;
(2)当弹簧的伸长量最大时,木板A的位移lA'是多大?并求这时由A、B及弹簧组成的系统所具有的机械能E.

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(1)A、B组成的系统所受的外力之和为零,动量守恒,根据动量守恒定律求出木板A的位移为lA时,物块B的位移lB的大小. (2)A、B做同频率的简谐运动,当弹簧的伸长量最大时,此时最大伸长量为平衡位置时的2倍,结合动量守恒定律和胡克定律求出弹簧的伸长量最大时,木板A的位移.通过能量守恒,求出系统具有的机械能. 【解析】 (1)由动量守恒得, 则物块B的位移 大小. (2)A、B做同频率的简谐运动,设运动到平衡位置时弹簧的伸长量为x. 有:F=kx 弹簧伸长量最大时,有:lA′+lB′=2x 由动量守恒定律可知,mAlA′-mBlB′=0 联立求解,得弹簧的伸长量最大时,. 外力F所做的功等于系统具有的机械能,所以系统具有的机械能E=. 答:(1)当木板A的位移为lA时,物块B的位移lB的大小. (2)当弹簧的伸长量最大时,木板A的位移,这时由A、B及弹簧组成的系统所具有的机械能E=.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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