您的位置:网站首页 > 技术应用 > 正文

通现弹簧接续架的边界情态

作者:admin来源:中国压力容器网 日期:2013-5-4 8:32:30 人气: 标签:
  两木块1和2中间用轻弹簧相连,放在光滑的水平面上,木块2靠在竖直墙上,现用木块1压缩弹簧并由静止释放,这时弹簧的弹性热能为E0.如所示,这以后的运动过程中,当弹簧伸长最长时,木块1的速度为v,弹簧的弹性势能为E1;当弹簧第二次恢复原长时木块1和2的速度分别为v1、v2;当弹簧压缩为最短时,木块1的速度为v′,弹簧的弹性势能为E2.本题有一个较为复杂的物理过程,所以要先弄清物理过程。

  释放木块1时,弹簧的弹性势能为E0,这也是两木块与弹簧组成的系统的总机械能。依题意可知,这以后系统的总机械能守恒。由于木块1将加速运动,系统的动量将增加但不守恒,原因在于左侧竖直墙对系统的弹力不做功,但有冲量,直到弹簧第一次伸长为原长l0.弹簧伸长为原长时,木块1获得了一定的初速度v0,可知m1v02/2=E0;墙对系统的弹力也变为0,这以后系统的总动量守恒,永远等于m1v0.

  这以后木块1从速度v0开始减速,木板2从静止开始加速,开始时由于木块1的速度大于木块2的速度,弹簧将不断被拉长,直到它们的速度相同(题设中为v)。(m1+m2)v=m1v0,(1)E1+(m1+m2)v2/2=E0.

  弹簧伸长为最长时,弹力最大,木块1将减速,木块2继续加速,这一过程弹簧将缩短,直到恢复原长l0,显然木块2的速度大于v,而木块1的速度要由两木块的质量关系来确定,设v1和v2为弹簧恢复原长时木块1和2的速度,从木块1以v0向右运动到又一次恢复原长,由动量守恒和动能守恒得:m1v0=m1v1+m2v2,m1v20/2=m1v21/2+m2v2/2.

  由以上两式得:v1=(m1-m2)v0/(m1+m2),(5)v2=2m1v0/(m1+m2)。假若设v0为正,从(6)式可看出v2>0,方向与v0相同,v1的大小与方向由m1与m2的关系定。即若m1>m2,则v1>0;但v1;若m1=m2,则v1=0;若m1  弹簧第二次恢复原长的瞬间,不论木块1的速度v1是继续向右且v1  弹簧被压缩最短(或最长)过程中的临界问题有些情况不是直接求弹簧在特殊长度时的临界值,而是求在达到此长过程中时某一值。所示,质量相同的木块A、B,用轻弹簧相连放在光滑的桌面上,开始弹簧处于自然状态,现用水平恒力F推木块A,则弹簧在第一次被压缩到最短过程中(A)A、B速度相同时,加速度aA=aB.(B)A、B速度相同时,加速度aA>aB.(C)A、B加速度相同时,速度vA=vB.(D)A、B加速度同时时,速度vA>vB.

  弹簧连接体分离时的临界问题物理学中有这样一类问题,先是两物体以相同的加速度运动,后由于其中一物体与弹簧相连使其受力发生变化,导致两物体加速度不同而发生分离,求它的临界值。

  总之在解答弹簧连接体一类问题时,一般都是先对物体进行受力分析,找出物体的临界状态,结合动量、机械能守恒定律及牛顿第二定律,有些特殊情况还要用到简谐振动的规律来求出结果。

  

读完这篇文章后,您心情如何?
0
0
0
0
0
0
0
0
本文网址: