问题: 物理
质量为M的物块钩在水平放置的左端固定的轻质 弹簧的右端,构成一弹簧振子,物块可沿光滑水平面在BC间做简谐运动,振幅为A。在运动过程中将一质量为m的小物块轻轻地放在M上,第一次是当M运动到平衡位置O处时放在上面,第二次是当M运动到最大位移处C处时放在上面,观察到第一次放后的振幅为A1,第二次放后的振幅为A2,则 ( )
A.A1=A2=A B.A1<A2=A
C.A1=A2<A D.A2<A1=A
我想问你一下当把F轻放在E上时,F与E发生作用过程中弹簧的弹力为什么可忽略,他们之间动量守恒吗。第二次E在最大位移出将F轻放在E上时它们一起从最大位移处开始振动,系统机械能为什么没有损失,为什么只是运动到平衡位置时的最大速度变小?请详细解释,谢谢
解答:
本题应选B
首先要理解弹簧振子的能量及转化特点:对一个弹簧振子系统来说机械能是守恒的,从平衡位置到两侧最大位移的过程中,动能转化为弹性势能。弹簧振子的机械能等于平衡位置的最大动能,也等于两侧最大位移处时的弹性势能。
注意是将小物块“轻轻”地放在M上面,说明放上时瞬间m的速度为零,也说明物块m没有增加或减少弹簧振子系统的的机械能。
如果在平衡位置O将m放上M,因M速度最大,则此M和m之间有相对滑动,在二者达到相同速度的过程中,会因摩擦产生内能,使系统的机械能减少,即最大弹性势能也减少。由最大弹性势能=
KA^2/2(1/2乘以劲度系数K乘以振幅的平方),可知其振幅会减少.
如果在两侧最大位移处将m放上M,此时二者的速度均为零,故不存在相对滑动的问题.系统的机械能也就没有减少(当然也不会增多),所以新弹簧振子系统的振幅与原弹簧振子的振幅相等.但是因为振子的质量增加(m和M合为新的振子),在最大动能不变的情况下,振子的速度当然要减少.
在平衡位置把m放上M到二者速度相等的过程中,其实时间是非常短暂的,故弹簧的弹力对振子的冲量可忽略不计,故对m和M系统来说可认为动量守恒.建议复习一下动量守恒条件.
希望能解答你的疑惑.
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