哎...好多....也不多给几分...
大半夜的...咬咬牙给做了...然后睡觉去...恩...
第一题....
(1)首先考虑什么时候绳的拉力最大....
对大物块进行受力分析....水平方向只受到弹簧给的压力...和绳给的拉力...所以当弹簧被压缩到最短时..绳的拉力最大...
恩....因为物块M不能往左运动...所以弹簧压缩到最短的时候...也就是m的速度减为0的时候...
用系统的能量守恒...恩...
m的初动能=弹簧的弹性势能...
也就是..1/2*m*v0^2=1/2kx^2
解出来...x=根号下(mv0^2/k)
然后...弹簧的弹力F=kx=根号下(mkv0^2)
这个就是绳子受到的最大拉力...
所以绳子被拉断的条件是..T<根号下(mkv0^2)
(2)怎么一问比一问复杂...(哪来的这么难的题...)
绳子拉断的时刻...弹簧的弹力为T.....所以弹簧的压缩量x'=T/k
设这时小物块速度为vt..根据能量受恒则有..
1/2*m*v0^2=1/2*m*vt^2+1/2*k*x'^2...
绳子断之后....M水平方向只受到弹簧向左的力...开始向左作加速运动....当两物块速度相等时..弹簧的压缩量最大...也就是M的加速度最大....
这时有动量受恒...设两物块达到的共同速度为V...
则有...m*vt=(m+M)*V
然后又有能量守恒.....
1/2*m*vt^2+1/2*k*x'^2 = 1/2*(m+M)*V^2+1/2*k*x''^2
根据这两个方程..加上前面的能量守恒方程...就能算出弹簧的最大压缩量x''(不难..但是好麻烦..我就不往上敲了吧.....)
得到x''=(T/k)*根号下(m/(m+M))
所以最大弹力是kx''...
然后最大加速度a=kx''/M=(T/M)*根号下(m/(m+M))
(3)在弹簧压缩到最短之后.....大物块M继续向左加速...而小物块加速度向右...
直到弹簧恢复原长....两物块均作匀速直线运动...直到小物体离开滑块....设离开时...滑块速度为v1...小物体速度为v2....
列动量和能量守恒的方程...有...
1/2*m*v0^2=1/2*m*vt^2+1/2*k*x'^2
=1/2*M*v1^2+1/2*m*v2^2
m*vt=(m+M)*V=M*v1+m*v2....
现在的要求...v2=0...(简单了不少..不然还有方向问题...)
两个方程化为...
1/2*m*v0^2=1/2*M*v1^2
m*vt=M*v1
整理下...把v1消掉...代入前面算过的..vt^2=v0^2-T^2/(mk)
整理下结果....
(m-M)v0^2=T^2/k
就是这个条件了...(有点诡异...m要比M大呢...不知道推的对不对...自己验证下吧....)
(快吐血了...喘口气...)
第二题呢.......
说思路吧..
对斜面体和滑块分别作受力分析........
对斜面体...受到重力..地面的支持力...滑块的压力N....
三力在竖直方向平衡..在水平方向产生向右的加速度...加速度的大小为...a=Nsinθ/M........
然后分析滑块.(以斜面体为参照系)..受到重力mg..斜面体给的支持力N...平行于斜面的摩擦力uN....还有一个很重要的..因为参照系有水平向右的加速度.所以滑块受到水平向左的惯性力m*a=mNsinθ/M
将这几个力分解...平行于斜面的方向合力为0...垂直于斜面的方向...合力也为0...
这样就可以求出斜面动摩擦因数u........(我算了下...和斜面体质量有关系.而题目又没给..愤懑...可能推错了...而且式子比较复杂....要不你自己推一下吧.......)
然后就是把斜面体固定了.....重复上面步骤.....
先分析斜面体受力....受到重力...地面给的支持力...滑块给的压力N'...还有一个水平向左的f=2mgsin2θ(是不是应该认为中间那个2是平方的意思呀....不是也没关系...自己推吧...)....这几个力平衡....
所以可以算出滑块给的压力N'=2mgsinθ......
然后分析滑块受力...受到重力mg...斜面体给的支持力N'....沿斜面向下的摩擦力uN'...还有一个未知力..F.......
这样其余三个力都是已知的.....求这三个力的合力......
然后取大小相等方向相反...就是所求的F了.....
(敲到电脑里太麻烦...自己推下吧...)
完了...
呼..累疯了我了......
这俩题真的挺难的..我也老不做了..真的不能保证做的完全对呢...
体谅..体谅下吧~