释放木块1时,弹簧的弹性势能为E0,这也是两木块与弹簧组成的系统的总机械能。依题意可知,这以后系统的总机械能守恒。由于木块1将加速运动,系统的动量将增加但不守恒,原因在于左侧竖直墙对系统的弹力不做功,但有冲量,直到弹簧第一次伸长为原长l0.弹簧伸长为原长时,木块1获得了一定的初速度v0,可知m1v02/2=E0;墙对系统的弹力也变为0,这以后系统的总动量守恒,永远等于m1v0.
这以后木块1从速度v0开始减速,木板2从静止开始加速,开始时由于木块1的速度大于木块2的速度,弹簧将不断被拉长,直到它们的速度相同(题设中为v)。(m1+m2)v=m1v0,(1)E1+(m1+m2)v2/2=E0.
弹簧伸长为最长时,弹力最大,木块1将减速,木块2继续加速,这一过程弹簧将缩短,直到恢复原长l0,显然木块2的速度大于v,而木块1的速度要由两木块的质量关系来确定,设v1和v2为弹簧恢复原长时木块1和2的速度,从木块1以v0向右运动到又一次恢复原长,由动量守恒和动能守恒得:m1v0=m1v1+m2v2,m1v20/2=m1v21/2+m2v2/2.
由以上两式得:v1=(m1-m2)v0/(m1+m2),(5)v2=2m1v0/(m1+m2)。假若设v0为正,从(6)式可看出v2>0,方向与v0相同,v1的大小与方向由m1与m2的关系定。即若m1>m2,则v1>0;但v1 弹簧连接体分离时的临界问题物理学中有这样一类问题,先是两物体以相同的加速度运动,后由于其中一物体与弹簧相连使其受力发生变化,导致两物体加速度不同而发生分离,求它的临界值。 总之在解答弹簧连接体一类问题时,一般都是先对物体进行受力分析,找出物体的临界状态,结合动量、机械能守恒定律及牛顿第二定律,有些特殊情况还要用到简谐振动的规律来求出结果。