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(8分)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 = 2.0...

(8分)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(BC碰撞前)AB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.

 

(1)υA=6m/s,υB=12m/s,A的速度向右,B的速度向左.(2)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=mAυA2+mBυB2 代入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,υ′的方向向左. 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,则有: 动量守恒:mAυA-(mB+mC)υ′=(mA+mB+mC)υ, 代入数据得υ=1m/s,υ的方向向右. 机械能守恒:mAυA2+(mB+mC)υ′2=Ep′+(mA+mB+mC)υ2, 代入数据得E′p=50J. 考点:机械能守恒及动量守恒定律的应用。  
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考点分析:
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1B运动过程中的最大速度大小.

2C运动过程中的最大速度大小.

 

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