(1)设物体下落末速度为v0,由机械能守恒定律mgL=
m1 2
…①
v
得:v0=
2gL
设碰后共同速度为v1,由动量守恒定律 2mv1=mv0…②
得:v1=
1 2
2gL
碰撞过程中系统损失的机械能 △E=
?2m?1 2
-
v
m1 2
=-
v
mgL1 2
(2)设加速度大小为a,有2ax=
…③
v
得:a=
kL 8m
设弹簧弹力为FN,ER流体对滑块的阻力为FER受力分析如图所示
FN+FER-2mg=2ma…④
FN=mg+kd…⑤
联立③④⑤三式解得:FER=mg+
-kdkL 4
(3)从碰撞结束瞬间到最低点的过程中,
重力做功为:WG=2mg?
=2mg k
…⑥4m2g2
k
弹性势能的变化为:△EP=
k(1 2
+mg k
)2-2mg k
k(1 2
)2=mg k
…⑦4m2g2
k
所以重力做功恰等于弹性势能的增加,所以ER流体做功等于动能变化WER=0-
?2m?1 2
=-
v
mgL1 2
答:(1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能为
mgL.1 2
(2)滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小FER=mg+
-kd.kL 4
(3)ER流体对滑块的阻力所做的功为-
mgL.1 2