【在光滑水平面上有一个弹簧振子系统,如图所示,两振子的质量分别为m1和m2,以两振子组成的系统,试分析:(1)系统在振动时动量是否守恒?机械能是否守恒?(2)如果水平地面不光滑】
在光滑水平面上有一个弹簧振子系统,如图所示,两振子的质量分别为m1和m2,以两振子组成的系统,试分析:
(1)系统在振动时动量是否守恒?机械能是否守恒?
(2)如果水平地面不光滑,地面与两振子的动摩擦因数μ相同,讨论m1=m2和m1≠m2,两种情况下振动系统的动量是否守恒?机械能是否守恒?
【在光滑水平面上有一个弹簧振子系统,如图所示,两振子的质量分别为m1和m2,以两振子组成的系统,试分析:(1)系统在振动时动量是否守恒?机械能是否守恒?(2)如果水平地面不光滑】
在光滑水平面上有一个弹簧振子系统,如图所示,两振子的质量分别为m1和m2,以两振子组成的系统,试分析:
(1)系统在振动时动量是否守恒?机械能是否守恒?
(2)如果水平地面不光滑,地面与两振子的动摩擦因数μ相同,讨论m1=m2和m1≠m2,两种情况下振动系统的动量是否守恒?机械能是否守恒?
(1)若地面光滑,对系统进行受力分析,可知系统在竖直方向受到的重力与支持力是一对平衡力,在水平方向系统不受外力的作用,所以系统的动量是守恒的;
同时,系统在水平方向不受外力,只有系统内弹簧的弹力做功,所以系统的机械能守恒;
(2)若地面不光滑,对系统进行受力分析可知,由于两个物体分别位于弹簧的两侧,所以弹簧对两个物体的弹力大小相等,方向相反;系统在水平方向受到地面的摩擦力的作用;
若m1=m2,根据滑动摩擦力的公式:f=μmg可知,f1=f2.
Ⅰ、若两个物体的总动量为0,所以两个物体运动的方向总是相反,所以在水平方向系统受到的合外力等于0,系统的动量守恒;
由于两个物体相对于地面有相对运动,所以地面对两个物体都是做负功,所以系统的机械能不守恒;
Ⅱ、若两个物体的总动量不为0,两个物体运动的方向并不是总相反,所以在水平方向系统受到的合外力可能等于0,有可能不等于0,系统的动量可能守恒,有可能不守恒;
由于两个物体相对于地面有相对运动,所以摩擦力对两个物体都是做负功,所以系统的机械能不守恒;
若m1≠m2,根据滑动摩擦力的公式:f=μmg可知,f1≠f2.
两个物体受到的摩擦力大小不相等,所以无论它们的方向相反相反,它们的和都不可能等于0,所以系统的动量一定不守恒;由于摩擦力做负功,所以系统的机械能也不守恒.
答:(1)系统在振动时动量是守恒,机械能也是守恒;
(2)如果水平地面不光滑,地面与两振子的动摩擦因数μ相同,讨论m1=m2时动量可能守恒,有可能不守恒;系统的机械能一定不守恒;
若m1≠m2,系统的动量与机械能都不守恒.