搞出来了追加20!!!高一 能量动量弹簧小球

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/24 13:51:55
质量为M、m的小球(M>m)用一个弹簧相连,开始以共同速度v0向左匀速运动,此时弹簧处于原长,M在左,m在右。M与挡板发生弹性碰撞后
求:
1、弹簧的最大弹性势能
2Mm(v0)^2/(M+m)
2、m的动能最大值
就是这个。。

分析一下运动过程

1.大球撞到板之后立刻反弹,速度保持不变
理由:弹簧是原长,没有力的作用,动量守恒

2.由于大球和小球相向运动,因此弹簧被压缩,因此弹簧开始产生弹力,大球和小球都开始减速。

3.上面这个过程是完全弹性的,因此可以看作一个缓慢版本的完全弹性碰撞。由于大球的质量大于小球,而速度相等,我们可以知道大球最终不会改变运动方向,而小球会。
理由:动量定理

4.所谓改变运动方向,就是说小球在某一时刻速度为0

5.当小球的速度为0时,弹簧的弹性势能为最大
理由:小球先是向大球运动,然后静止,然后和大球同向运动,那么两球距离最短的时刻就是静止的时刻,弹簧被压缩得最厉害,弹性势能最大。

6.因此,由动量守恒,可以计算出大球的速度。又由能量守恒,算出最大弹性势能等于原来两球动能之和减去小球静止时大球的动能。

7.m动能最大值发生在弹簧回复原长的时刻,因为早于这个时刻小球还在加速,未达到速度最大值,晚于这个时刻小球处于减速状态,速度开始减小。此时,小球的动能等于原来总动能减去此时刻大球的动能。大球在这一时刻的速度可以由动量定理求得。

1、弹簧的最大弹性势能
2Mm(v0)^2/(M+m)
2、m的动能最大值 =2Mm(v0)^2/(M+m)

1.M与挡板碰后原速度返回即向右运动,这时系统的总动量为(M-m)V0,当弹簧的弹性势能最大时两球应该以相同的速度向右运动,根据动量守衡:(M-m)V0=(M+m)V1
解出V1后根据动能定理就可以解出弹性势能了
2.当弹簧再一次恢复原长时m的动能最大