问题 计算题

如图,质量均为m的物体A和B分别与轻弹簧的两端相连,将它们静置在地面上,一质量也为m的小物体C从距物体A高h处由静止开始下落,C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,不计空气阻力,弹簧始终处于弹性限度内,已知重力加速度为g,求:

(1)A与C一起向下运动的初速度大小

(2) A与C一起运动的最大加速度大小

(3)弹簧的劲度系数

答案

解(1)设小物体C静止开始运动到A点时速度为v,由机械能守恒定律得

           

设C与A碰撞粘在一起时速度为v,由动量守恒定律得  

          (2分)

       (1分)

(2)A与C一起将在竖直方向作简谐运动。当A与C运动到最高点时,回复力最大,加速度最大。

A、C受力图,B受力图如图,

对B依受力平衡有: F="mg  " (1分)

对AC最高点时应用牛顿第二定律:

F+2mg="2ma  " (2分)

可得a="1.5g  " (1分)

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