作者ERT312 (312)
看板Physics
标题Re: [问题] 弹性位能与动能转换
时间Mon Oct 29 21:24:47 2018
※ 引述《chris8821 (克李斯巴巴)》之铭言:
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: 【出处】油雇历届试题
: 【题目】质量分别为 2 公斤与 8 公斤的 A、B 两物体,两者间压缩一弹簧,并以细线绑在一起,
: 静置於光滑水平面上, 将线剪断後二物体被弹开。则:
: (A)在弹开的过程,A、B 两物体所受的力的量值比为 1:4
: (B)在弹开的过程,A、B 两物体动量变化量的量值相同
: (C)在弹开的过程,A、B 两物体的加速度量值相同
: (D)弹开後,A、B 两物体的速率比为 1:4
: 【瓶颈
: 主要有问题的是D选项 我的想法是弹簧两端受力大小相等 所以弹性位能给的能量应该是
: 一样的 而弹簧弹开後弹性位能转为动能
: 1/2*2*Va^2=1/2*8*Vb^2
: 算出来Va:Vb=2:1 但是答案是4:1 能请教我哪里有问题吗 实在是想不通
看来是ptt新手,难道原po是高中生?
分析本题的关键在於
A、B两物体在断线後的任何时刻
分别受到大小相同,方向相反的力
但这个力会随时间改变,即
F1=-F2 (F1、-F2分别为A、B所受外力和)
根据牛顿第二运动定律
F1=d(m1v1)/dt 以及 F2=d(m2v2)/dt 可得
d(m1v1)/dt = -d(m2v2)/dt
(v1、v2为时间t的函数,在断线时v1=v2=0)
从断线时对时间积分,可得
m1v1 = -m2v2
m1v1+m2v2=0 这个式子也表示A、B的质心不变
质心 xc = (m1x1+m2x2)/(m1+m2)
x1,x2分别为A、B的位置,为时间的函数
由 m1v1+m2v2=0,可得 d(xc)/dt=0,因此 xc是定值
所以动能比 (1/2)m1v1^2 : (1/2)m2v2^2 = v1:v2 = m2:m1
外力做功比 ∫F1dx1 : ∫F2dx2 (从断线时积分)
由质心不变得 m1dx1+m2dx2=0,dx2= (-m1/m2)dx1
所以
∫F1dx1 : ∫F2dx2 = ∫F1dx1 :∫-F1(-m1/m2)dx1 =m2:m1
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1F:推 j0958322080: 看题目来源应该是要考油顾的吧 10/29 22:37