Question

A的輕繩懸于足夠高的天花板上.現(xiàn)讓球B自彈簧自然長(zhǎng)度處由靜止釋放后，在豎直方向做振幅為x₀的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).當(dāng)球B運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)剪斷輕繩，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，A、B兩球的加速度相同，球A的速度為v_a.重力加速度為g.求：

圖10
（1）此時(shí)球B的速度；
（2）球A下落的距離.

Answer 1

（1）(3gt-v_A)          (2)

（1）設(shè)在時(shí)間t內(nèi)，彈簧彈力對(duì)A的沖量為I，則
對(duì)A球，有mgt+I=mv_A                                                       ①
對(duì)B球，有2mgt-I=2mv_B                                                      ②
聯(lián)立得3mgt=mv_A+2mv_B
解得v_B= (3gt-v_A)                                                           ③
(2)設(shè)B球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為E_p，由機(jī)械能守恒,有2mg·2x₀=E_p ④
剪斷細(xì)線(xiàn)后的下落過(guò)程中，A、B及彈簧組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則有
mgh+2mg(h-2x₀)+E_p=mv²_A+·2mv²_B                                         ⑤
由④⑤式得3mgh=mv²_A+·2mv²_B
解得h=                                            ⑥