(1)物块从3x0位置自由落下,与地球构成的系统机械能守恒.则有
mg?3x0=m ①
v0为物块与钢板碰撞时的速度.因为碰撞板短,内力远大于外力,钢板与物块间动量守恒.
设v1为两者碰撞后共同速度,则有 mv0=2mv1
由上述两式得v1=
(2)两者以vl向下运动恰返回O点,说明此位置速度为零.运动过程中机械能守恒.设接触位置弹性势能为Ep,则
EP+(2m)=2mgx0
解得,EP=mgx0
(3)同理2m物块与m物块有相同的物理过程
碰撞中动量守恒2mv0=3mv2
所不同2m与钢板碰撞返回O点速度不为零,设为v则
EP′+?3m=3mgx0+?3mv2
因为两次碰撞时间极短,弹性形变未发生变化
Ep=E′p
由于2m物块与钢板过O点时弹力为零.两者加速度相同为g,之后钢板被弹簧牵制,则其加速度大于g,所以与物块分离,物块以v竖直上抛.
由运动学公式v 2?=2ax,则得
0-v2=-2gh
得h=
x0
答:
(1)物块与钢板碰后的速度v是;
(2)弹簧被压缩X0时的弹性势能Ep是mgx0.
(3)若物块质量为2m,仍从A处自由落下,则物块与钢板回到O点时,还具有向上的速度,物块向上运动到最高点与O点的距离是
x0.