如图所示,跨过轻质定滑轮的细绳两端,一端连接质量为m的物体A,另一端通过一轻质弹簧与质量为M的物体B连接,B物体静止在地面上,A物体存距地面高,h处时细绳刚好被拉直、弹簧无形变。今将A物体从h高处无初速释放,A物体恰好能到达地面,且A到达地面时,B物体对地面的压力恰好减为零。已知重力加速度为g,弹簧的弹性势能与劲度系数k、弹簧的伸长量x的关系是:;两个物体均可视为质点,不计绳子和滑轮的质量、不计滑轮轴上的摩擦力和空气阻力。问:
1.A、B两物体的质量之比为多少?
2.现将A、B两物体的初始位置互换,再让B物体从h高处无初速释放,当A物体刚要离开地面时,B物体的速度是多少?
答案:
1.
2.
【解析】(1)由A下降过程,系统机械能守恒:------------①(3分)
当A刚好到达地面时,对B有--------------------------------------② (3分)
联立①②也可解得 即-------③(3分)
(或对A来说是做简谐运动,平衡位置在距地面处,故A下降时有-------4
联立②4解得 )
(2)A和B位置对换,设A刚要离开地面时B物体下降了,且此时B的速度为
此时对A有-----------------------------------------------------------5 (3分)
由B下降过程,系统机械能守恒 ------------6 (4分)
对比②35有 --------------------------7
综合③67 有 (3分)