Respuesta: Esta es la pregunta 14 del Examen de Ingreso a la Universidad de Jiangsu de Física de 2012
Solución:
(1) Cuando la varilla de luz comienza a moverse, el elástico fuerza del resorte F=kx ①
Y F=f ②
Resuelva para obtener x=F/k ③
(2) Suponga el trabajo realizado por el automóvil sobre el resorte antes de que se mueva la barra de luz es W, entonces el proceso del automóvil desde el impacto hasta la parada
Teorema de la energía cinética-f(l/4)-W=0-0.5mv0^2 ④
De la misma manera, el auto es Cuando vm golpea el resorte -fl-W=0-0.5mvm^2 ⑤
La solución es vm=√[v0^2 +(3fl/2m)] ⑥
(3) Suponga que cuando la barra de luz se mueve exactamente, la velocidad de impacto del automóvil es v1
0.5mv1^2=W ⑦
De ④⑦, obtenemos v1=√[v0^2-(fl/2m) ]
Cuando v<√[v0^2-(fl/2m)], v' =v
Cuando √[v0^2-(fl/2m)]≤ Cuando v≤√[v0^2+(3fl/2m)], v'=√[v0^2-(fl /2m)]
Lo anterior es la respuesta a la pregunta original, el siguiente análisis:
p>(1) Q nos dice: Cuando el auto comprime el resorte a x= F/k, los dos empujan la varilla para desacelerar hacia la derecha. Durante este proceso, la fuerza de fricción sobre la varilla permanece sin cambios y la cantidad de compresión del resorte x permanece sin cambios hasta que la velocidad de la varilla disminuye a 0 y la velocidad de la varilla disminuye a 0. El coche rebota por el resorte. ——Este es el modelo de proceso físico de este proceso.
(2) La pregunta nos dice: antes de que la barra de luz se mueva, el trabajo realizado por el automóvil sobre el resorte es W (en realidad, la energía potencial elástica almacenada en el resorte) permanece sin cambios y no tiene nada que ver. con la velocidad inicial del auto, entonces el doble de W es igual, por eso existe la primera pregunta (progresivo + arranque).
De esta forma, se puede obtener el resultado enumerando dos veces el teorema de la energía cinética.
(3) La pregunta nos dice: primero encuentre la velocidad mínima de impacto v1 (en este momento, la varilla se deslizará o no, está en un estado crítico) y luego discútala según la situación: si la velocidad del automóvil v Si. Con la velocidad del automóvil v