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如图所示,滑块A1、A2由轻杆连接成一个物体,其质量为M,轻杆长为l.滑块B的质量为m、长为manfen5.com 满分网l,其左端为一小槽,槽内装有轻质弹簧,在弹簧的作用下,整个系统获得动能Ek.弹簧松开后便从侧边离开小槽并远离木块,以后B将在A1、A2间发生无机械能损失的碰撞.假定整个系统都位于光滑的水平面上,求物块B的运动周期.

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弹簧松开后物体A1A2与滑块B动量守恒和能量守恒,列出等式. 当B与A2发生第一次碰撞后,根据动量守恒和能量守恒,列出等式求解. 【解析】 设弹簧松开后物体A1A2与滑块B的速度各为V和v,则有 MV+mv=0① MV2+mv2=EK② 若规定向右的方向为正方向,联立①②解得 V=-③ v=④ 当B与A2发生第一次碰撞后,A1A2与滑块B的速度分别为V1和v1,则有 MV1+mv1=MV+mv=0⑤ MV12+mv12=MV2+mv2=EK⑥ 联立⑤⑥解得,V1=⑦ v1=⑧(2分) 可见B与A2碰撞后,B与A1A2的速度大小不变,只改变方向. 同理,B与A1碰撞后也有同样的结果,即各自的速度大小不变,只改变方向.这说明B与A1A2都以大小不变的速度做往返的运动,B的运动周期等于B与A2连续两次碰撞的时间间隔,也就是B与A1A2相向运动,共同运动l所经历的时间的2倍. 即T=2×=. 答:物块B的运动周期是.
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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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