法国革命英文介绍:还是物理

来源:百度文库 编辑:中科新闻网 时间:2024/05/08 20:17:06
用轻弹簧相连的质量均为2kg的A.B两物块都在以v=6m/s的速度在光滑地面上运动,弹簧处于原长,质量4kg的物块C静止在前方,如图,B与C碰撞后粘在一起一起运动,求:在以后的运动中:
(1)当弹簧的弹性势能最大时,物体A的速度多大?
(2)弹性势能的最大值是多少?
(3)A的速度有可能向左吗?为什么?
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解:①弹簧的弹性势能达到最大时,A、B、C三者达到共同速度。
设共同速度为V共,由A、B、C、弹簧共同构成的系统由B与C相撞前到A、B、C三者达到共同速度这一过程动量守恒,取向右为正,得:
MA*V0+MB*V0+MC*0=(MA+MB+MC)*V共
代入数字:4*6=8*V共
∴V共=3m/s
由B、C碰撞前后B、C构成的系统动量守恒,设它们碰后的共同速度为V1,取向右为正,得:
MB*V0+MC*0=(MB+MC)*V1
代入数字:2*6=6*V1
∴V1=2m/s
又B、C碰撞前后B、C构成的系统能量守恒,得:
1 2 1 2
----*MB*(V0) =E损+ ----*(MB+MC)*(V1)
2 2
代入数字:36=E损+12
∴E损=24J
由A、B、C、弹簧共同构成的系统由B与C相撞前到A、B、C三者达到共同速度这一过程能量守恒,得:
1 2 1 2
----*(MA+MB)*(V0) =----(MA+MB+MC)*(V共) + E损 + E弹
2 2
代入数字:72=36+24+E弹
∴E弹=12J
(第一问比较简单,相信大家都做对了,包括小白,关键是第二问了)
②结论:不可能
分析:若A的速度能向左,肯定是经过了从向右逐渐减小到零,再慢慢减小到向左的情况,因此,我们不妨在这里讨论临界情况:VA=0
由B、C碰后到A速度变为零这一过程动量守恒,取向右为正,得:
MA*V0 + (MB+MC)*V1 =MA*0 + (MB+MC)*V2
PS:V2为VA=0时B、C的共同速度.
代入数字:
2*6 + 6*2=6*V2
∴V2=4m/s
此时整个系统的动能为:
1 2
----*(MB+MC)*(V2)
2
=48J
而B、C刚碰后,整个系统的动能为
1 2 1 2
----*MA*(V0) + ---(MB+MC)*(V1)
2 2
=36+12
=48J
可见,上述两个时刻的动能相等
由于B、C撞后到VA=0,整个系统只有动能与弹性势能之间的转换,而动能在两个时刻相等,先前弹簧也是处于原长.
这说明一个问题:VA=0时,弹簧处于自然长度
那么,A此时是静止的,B、C又是一起向右运动的,弹簧也是自然长度,大家说,A的速度还可能向左吗?
显然,A在这种情况下,只会被往右拉而重新获得向右的速度,所以,A的速度不可能向左.
这是我分析A的速度不可能向左的原因.