问题
计算题
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
解:开始时A处于平衡状态,有
当C下落h高度时速度为v,则有:
C与A碰撞粘在一起时速度为v',由动量守恒有:
当A与C运动到最高点时,B对地面无压力,即:
可得:
所以最高点时弹性势能与初始位置弹性势能相等
由机械能守恒有:
解得: