问题
多选题
如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧上端悬挂在天花板上,下端连接一个质量为M的铁块A,铁块下面用细线挂一质量为m的物体B,断开细线使B自由下落,当铁块A向上运动到最高点时,弹簧对A的拉力大小恰好等于mg,此时B的速度为v,则( )
A.A、B两物体的质量相等
B.A与弹簧组成的振子的振动周期为4v g
C.在A从最低点运动到最高点的过程中弹簧弹力做功为M2g2 k
D.在A从最低点运动到最高点的过程中弹力的冲量为2mv
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答案
A、剪断细线以后,M做简谐振动.在最低点是弹力是(Mg+mg),在最高点是mg,
其中点(即平衡位置)时为
=Mg,解得M=2m,故A错误;Mg+2mg 2
B、B做自由落体运动,当A向上运动到最高点时,此时B的速度为v,所以A运动半个周期的时间t=
,所以周期T=v g
,故B错误;2v g
C、从最低点到最高点平均弹力为Mg,弹簧弹力做功为Mgh.
而Mg=kh
解得:h=Mg k
所以弹簧弹力做功为:Mgh=
,故C正确;M2g2 k
D、弹簧弹力的冲量由动量定理Ft=mv.
剪断细线以后物体受到两个力的作用,Mg和弹力F.
其动量无变化,设其弹力的冲量等于I,
则有I-Mgt=0.
而Mgt=2mv.
所以I=2mv.故D正确.
故选CD