物理
一质量为M的盘子,悬挂在劲度系数为k的轻弹簧下,质量为m的砝码在离盘高为h处自由落下掉在盘中,砝码落入盘中后即和盘一道向下运动,问自砝码与盘相碰至盘运动到最低位置的过程历时为多少?
2019-06-25
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一质量为M的盘子,悬挂在劲度系数为k的轻弹簧下,质量为m的砝码在离盘高为h处自由落下掉在盘中,砝码落入盘中后即和盘一道向下运动,问自砝码与盘相碰至盘运动到最低位置的过程历时为多少?
优质解答
当m掉进M时
由能量守恒和动量守恒
m和M共同速度
v0=(m/M+m)*√(2gh)
当m掉进M后m与M一起做简谐运动
M原来的位置,也就是它们一起运动的起始位置不是平衡位置,在平衡位置上方
真正平衡位置应该为 x‘=(M+m)g/k
原来静止位置 x=Mg/k
Δx=x'-x
由机械能能守能定律
当m和M到达平衡位置时
1/2(m+M)v'²=1/2(m+M)v0²+(m+M)gΔx-1/2k(x'²-x²) (1/2k(x'²-x²)为弹簧弹性势能变化量)
由简谐运动规律
v=v'sin((2pi/T)*t) t为从起始位置到平衡位置的时间
周期 T=2pi√((m+M)/k)
从平衡位置下降到最低点运动了T/4
即t总=1/2pi√((m+M)/k)+t
联立上式 解得t总= (我先算一下)
当m掉进M时
由能量守恒和动量守恒
m和M共同速度
v0=(m/M+m)*√(2gh)
当m掉进M后m与M一起做简谐运动
M原来的位置,也就是它们一起运动的起始位置不是平衡位置,在平衡位置上方
真正平衡位置应该为 x‘=(M+m)g/k
原来静止位置 x=Mg/k
Δx=x'-x
由机械能能守能定律
当m和M到达平衡位置时
1/2(m+M)v'²=1/2(m+M)v0²+(m+M)gΔx-1/2k(x'²-x²) (1/2k(x'²-x²)为弹簧弹性势能变化量)
由简谐运动规律
v=v'sin((2pi/T)*t) t为从起始位置到平衡位置的时间
周期 T=2pi√((m+M)/k)
从平衡位置下降到最低点运动了T/4
即t总=1/2pi√((m+M)/k)+t
联立上式 解得t总= (我先算一下)
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