问题 问答题

如图所示,A、B两物体与一轻质弹簧相连,静止在地面上,有一小物体C从距A物体h高度处由静止释放,当下落至与A相碰后立即粘在一起向下运动,以后不再分开,当A与C运动到最高点时,物体B对地面刚好无压力、设A、B、C三物体的质量均为m,弹簧的劲度k,不计空气阻力且弹簧始终处于弹性限度内.若弹簧的弹性势能由弹簧劲度系数和形变量决定,求C物体下落时的高度h.

答案

开始时A处于平衡状态,有k△x=mg

当C下落h高度时速度为v,则有:mgh=

1
2
mv2

C与A碰撞粘在一起时速度为v′,

由动量守恒有:mv=(m+m)v′

当A与C运动到最高时,B对地面无压力,

即:k△x′=mg

可得:△x=△x′

所以最高时弹性势能与初始位置弹性势能相等.

由机械能守恒有:

1
2
(m+m)v 2=2mg(△x+△x ′)

解得:h=

8mg
k

答:C物体下落时的高度为

8mg
k

单项选择题
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