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=
mv21 2
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:
(m+m)v ′2=2mg(△x+△x ′)1 2
解得:h=8mg k
答:C物体下落时的高度为8mg k