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如图所示,光滑水平面上有A、B、C三个物块,其质量分别为mA = 2.0kg,m...

如图所示,光滑水平面上有A、B、C三个物块,其质量分别为mA = 2.0kg,mB = 1.0kg,mC = 1.0kg.现用一轻弹簧将A、B两物块连接,并用力缓慢压缩弹簧使A、B两物块靠近,此过程外力做功108J(弹簧仍处于弹性限度内),然后同时释放A、B,弹簧开始逐渐变长,当弹簧刚好恢复原长时,C恰以4m/s的速度迎面与B发生碰撞并粘连在一起.求:

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(1)弹簧刚好恢复原长时(B与C碰撞前)A和B物块速度的大小?

(2)当弹簧第二次被压缩时,弹簧具有的最大弹性势能为多少?

 

(1) vA=6m/s,vB=12m/s      (2)EP=50J 【解析】 试题分析:(1)弹簧刚好恢复原长时,A和B物块速度的大小分别为υA、υB. 由动量守恒定律有:0 = mAυA - mBυB 此过程机械能守恒有:Ep = mAυ+mBυ 又 Ep=108J 解得:υA=6m/s,υB = 12m/s,A的速度向右,B的速度向左. (2)C与B碰撞时,C、B组成的系统动量守恒,设碰后B、C粘连时速度为υ′,则有: mBυB -mCυC = (mB+mC)υ′, 代入数据得υ′ = 4m/s,方向向左. 此后A和B、C组成的系统动量守恒,机械能守恒,当弹簧第二次压缩最短时,弹簧具有的弹性势能最大,设为Ep′,且此时A与B、C三者有相同的速度,设为υ,由动量守恒有:mAυA -(mB+mC)υ′ = (mA+mB+mC)υ,代入数据得υ = 1m/s,υ的方向向右. 由机械能守恒有:mAυ+(mB+mC)υ′2 = Ep′+(mA+mB+mC)υ2 代入数据得E′p=50J. 考点:考查了动量守恒和机械能守恒定律的应用
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考点分析:
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A、B两球在光滑的水平面上沿同一直线同一方向运动,质量分别为mA=1kg,mB=2kg,速度分别为vA=6m/s,vB=2m/s,当A追上B并发生碰撞后,两球的速度可能是(   )

A.vA=2m/s,vB=4m/s                B.vA=5m/s,vB=2.5m/s

C.vA=4m/s,vB=4m/s                D.vA=7m/s,vB=1.5m/s

 

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说明: 满分5 manfen5.com

(1)S断开时,电压表示数;

(2)开关S合上时,电压表和电流表示数。

 

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