如圖,質量為m
1的物體A經(jīng)一輕質彈簧與下方地面上的質量為m
2的物體B相連,彈簧的勁度系數(shù)為k,A、B都處于靜止狀態(tài).一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪,一端連物體A,另一端連一輕掛鉤.開始時各段繩都處于伸直狀態(tài),A上方的一段繩沿豎直方向.現(xiàn)在掛鉤上掛一質量為m
3的物體C并從靜止狀態(tài)釋放,已知它恰好能使B離開地面但不繼續(xù)上升.若將C換成另一個質量為(m
1+m
3)的物體D,仍從上述初始位置由靜止狀態(tài)釋放,則這次B剛離地時D的速度的大小是多少?已知重力加速度為g.
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/a08b87d6277f9e2f7a87bfb91c30e924b999f3d5.jpg)
開始時,A、B靜止,設彈簧壓縮量為x
1,有
kx
1=m
lg ①
掛C并釋放后,C向下運動,A向上運動,設B剛要離地時彈簧伸長量為x
2,有
kx
2=m
2g ②
A不再上升,表示此時A和C的速度為零,C已降到其最低點.由機械能守恒,與初始狀態(tài)相比,彈簧彈性勢能的增加量為
△E=m
3g(x
1+x
2)-m
1g(x
1+x
2)③
C換成D后,當B 剛離地時彈簧勢能的增量與前一次相同,由能量關系得
(m
1+m
3)V
2+
m
1V
2=(m
1+m
3)g(x
1+x
2)-m
1g(x
1+x
2)-△E ④
由③④式得
(2m
1+m
3)V
2=m
1g(x
1+x
2) ⑤
由①②⑤式得
V=
.
所以B剛離地時D的速度的大小是
.