如图所示,将质量均为m厚度不计的两物块A、B用轻质弹簧相连接.第一次只用手托着B物块于H高度,A在弹簧弹

2025-05-18 19:24:13
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回答(1):

(1)第二次释放A、B后,A、B自由落体运动,B着地后,A和弹簧相互作用至A上升到弹簧恢复原长过程中,弹簧对A做的总功为零.           
对A从开始下落至弹簧恢复原长过程,对A由动能定理有
mgH=

1
2
mv12 ①
解得 v1=
2gH
方向向上    
(2)设弹簧的劲度系数为k,第一次释放AB前,弹簧向上产生的弹力与A的重力平衡.
设弹簧的形变量(压缩)为△x1,有△x1=
mg
k

第一次释放AB后,B刚要离地时弹簧产生向上的弹力与B的重力平衡
设弹簧的形变量(伸长)为△x2,有△x2=
mg
k

第二次释放AB后,在B刚要离地时弹簧产生向上的弹力与B的重力平衡
设弹簧的形变量(伸长)为△x3,有△x3=
mg
k

由②③④得△x1=△x2=△x3    ⑤
即这三个状态,弹簧的弹性势能都为Ep    
在第一次释放AB后至B着地前过程,对A、B和弹簧组成的系统由机械能守恒有
2mgh=
1
2
×2mv2     ⑥
从B着地后到B刚要离地的过程,对A和弹簧组成的系统,由机械能守恒有
1
2
mv2+Ep=mg(△x1+△x2)+EP ⑦
第二次释放后,对A和弹簧系统,从A上升至弹簧恢复原长到B刚要离地过程,由机械能守恒有 
1
2
mv12=mg△x3+EP+
1
2
mv22  ⑧
由①⑥⑦⑧得v2=
gH?
2Ep
m

答:(1)第二次释放A、B后,A上升至弹簧恢复原长时的速度为
2gH
,方向向上;
(2)第二次释放A、B后,B刚要离地时A的速度为
gH?
2Ep
m