(2010•如皋市模拟)如图所示,质量为M的长滑块静止在光滑水平地面上,左端固定一劲度系数为k足够长的水平轻质弹簧,右侧
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解题思路:(1)假设绳子不断,当滑块速度减为零时,弹性势能最大,弹力最大,绳子的张力最大,等于弹簧的弹力;然后根据机械能守恒定律和胡克定律列式求解;

(2)滑块与长木板分离后,速度恰好为零,根据动量守恒定律和机械能守恒定律列式后联立求解即可.

(1)设弹簧压缩量为x1时绳被拉断:知

kx1=FT

从初始状态到压缩绳被拉断的过程中,

[1/2

kx21]≤[1/2

mv20]

故细绳被拉断的条件为 v0

FT

km

(2)设绳被拉断瞬间,小物体的速度为v1

对小物体与弹簧在此过程中机械能守恒,有[1/2

kx21]+[1/2

mv21]=[1/2

mv20]

设小物体离开时,滑块M速度为v,

对M、m系统,在绳断后相对滑动过程中动量守恒 可知:mv1=Mv

m-M=

F2T

kv20

对系统在全过程中由能量守恒可知:[1/2

mv20]=[1/2

Mv2 ]

联立可得:m>M.

所以小物体最后离开滑块时,相对地面速度恰好为零的条件是m>M且满足m-M=

F2T

kv20

答:(1)细绳被拉断的条件为 v0

FT

km

点评:

本题考点: 动量守恒定律;动能定理.

考点点评: 本题关键要分析清楚滑块和滑板的运动规律,能结合机械能守恒定律和动量守恒定律多次列式后联立分析,较难.

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