有一个竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有一劲度为k的轻*簧,其下端固定,上端连接一质量为m的薄滑块,圆筒内壁涂有...
问题详情:
有一个竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有一劲度为k的轻*簧,其下端固定,上端连接一质量为m的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER流体,它对滑块的阻力可调。起初,滑块静止,ER流体对其阻力为0,*簧的长度为L。现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下,与滑块碰撞后粘在一起向下运动。为保*滑块做匀减速运动,且下移距离为时速度减为0,ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变。试求(忽略空气阻力):
(1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能;
(2)滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小。
(3)已知*簧的**势能的表达式为(式中k为*簧劲度系数,x为*簧的伸长或压缩量),试求:两物体碰撞后粘在一起向下运动距离,速度减为零的过程中,ER流体对滑块的阻力所做的功。
【回答】
(1)设物体下落末速度为v0,由机械能守恒定律
① 得 ……(2分)
设碰后共同速度为v1,由动量守恒定律
2mv1=mv0 ② 得 ……(2分)
碰撞过程中系统损失的机械能
……(2分)
知识点:实验:验*动量守恒定律
题型:计算题