质量为M的小车置于光滑水平面上。小车的上表面由1/4圆弧和平面组成,车的右端固定有一不计质量的弹簧,圆弧AB部分光滑,半径为R,平面BC部分粗糙,长为L,C点右方的平面光滑。滑块质量为m ,从圆弧最高处A无初速下滑(如图),与弹簧相接触并压缩弹簧,最后又返回到B相对于车静止。求:(1)BC部分的动摩擦因数;(2)弹簧具有的最大弹性势能;(3)当滑块与弹簧刚分离时滑块和小车的速度大小.
在原子核物理中,研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”.这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似.两个小球A和B用轻质弹簧相连,在光滑的水平轨道上处于静止状态.在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P,右边有一个小球C沿轨道以速度v0射向B球,如图6-4-9所示,C与B发生碰撞并立即结成一个整体D.在它们继续向左运动的过程中,当弹簧长度变到最短时,长度突然被锁定,不再改变.然后,A球与挡板P发生碰撞,碰后A、D都静止不动,A与P接触而不黏连.过一段时间,突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失).已知A、B、C三球的质量均为m,求: 图6-4-9 (1)弹簧长度刚被锁定后A球的速度; (2)在A球离开挡板P之后的运动过程中,弹簧的最大弹性势能.
在固定的光滑水平杆(杆足够长)上,套有一个质量为m="0.5" kg 的光滑金属圆环.一根长为L="1" m的轻绳,一端拴在环上,另一端系着一个质量为M="2" kg 的木块,如图6-4-8所示.现有一质量为m0="20" g的子弹以v0="1" 000 m/s的水平速度射穿木块,子弹穿出木块后的速度为v="200" m/s(不计空气阻力和子弹与木块作用的时间),试问: 图6-4-8 (1)当子弹射穿木块后,木块向右摆动的最大高度为多大? (2)当木块第一次返回到最低点时,木块的速度是多大? (3)当木块第一次返回到最低点时,水平杆对环的作用力是多大?
有一炮竖直向上发射炮弹,炮弹的质量为M="6.0" kg(内含炸药的质量可以忽略不计),射出的初速度v0="60" m/s.当炮弹到达最高点时爆炸为沿水平方向运动的两片,其中一片质量为m="4.0" kg.现要求这一片不能落到以发射点为圆心、以R="600" m为半径的圆周范围内,则刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大?(g取10 m/s2,忽略空气阻力)
A、B两个矩形木块用轻质弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k,木块A的质量为m,木块B的质量为2m.将它们竖直叠放在水平地面上,如图6-4-13所示. 图6-4-13 (1)用力将木块A缓慢地竖直向上提起,木块A向上提起多大高度时,木块B将离开水平地面? (2)如果将另一块质量为m的物块C从距木块A高H处自由落下,C与A相碰后,立即与A黏在一起,不再分开,再将弹簧压缩,此后,A、C向上弹起,最终能使木块B刚好离开地面.如果木块C的质量减为m/2,要使木块B不离开水平地面,那么木块C自由落下的高度h距A不能超过多少?
如图6-4-12所示,光滑轨道上,小车A、B用轻质弹簧连接,将弹簧压缩后用细绳系在A、B上,然后使A、B以速度v0沿轨道向右运动.运动中细绳突然断开,当弹簧第一次恢复到自然长度时,A的速度刚好为0,已知A、B的质量分别为mA、mB,且mA<mB. 求: 图6-4-12 (1)被压缩的弹簧具有的弹性势能Ep. (2)试定量分析、讨论在以后的运动过程中,小车B有无速度为0的时刻.