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如图所示 一个2.0kg的装有物品的包装箱以v1=4.0m/s的速率在地板上滑行。接着它撞上
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如图所示,一个2.0kg的装有物品的包装箱以v1=4.0m/s的速率在地板上滑行。接着它撞上弹簧并将其压缩,直到箱子瞬间停下。它到原来松驰的弹簧的路径中无摩擦,但当它压缩弹簧时,地板的动摩擦力大小为15N,对它作用。弹簧常量为10000N/m。试求弹簧停下时,它被压缩的距离d。
参考答案
因为地面对箱子的法向力的作用方向处处与箱子的位移方向垂直,所以它对箱子不做功,同理,对箱子的重力也不做功。将包装箱—弹簧—地板—墙做为一个孤立的系统,可见能量守恒。因此,有
Emec,2=Emec,1-△Eth (1)
其中△Eth为箱子与地板的热能变化。
令下标1对应滑动箱子的初态,下标2对应箱子瞬间静止而将弹簧压缩距离d的状态。系统在这两个状态的机械能均为箱子的动能(