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如图所示,在光滑的水平桌面上有一质量mC=5kg的长木板C,它的两端各有一块挡板...

如图所示,在光滑的水平桌面上有一质量mC=5kg的长木板C,它的两端各有一块挡板.在板的正中央并排放着两个滑块A和B,它们的质量分别为mA=1kg,mB=4kg.A、B间有一个被压缩的轻质弹簧.开始时A、B、C均处于静止,突然松开弹簧,在极短的时间内弹簧将A、B弹出,A以vA=6m/s的速率水平向左滑动.两滑块与挡板碰后都与挡板结成一体,且与挡板碰撞时间极短.不计A、B和C间的摩擦.
求:
(1)B被弹出时的速度vB
(2)弹簧松开前的弹性势能EP
(3)当两个滑块都与挡板碰撞后,板C的速度vC

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(1)、在A、B、C三个物体中,要以A、B组成的系统为研究对象,对其系统受力分析,合外力为零,动量守恒.选取正方向,确定状态量,根据动量守恒列式求解. (2)、在弹簧松开的过程中,弹簧的弹性势能转化为A、B两个物体的动能,此过程中A、B组成的系统机械能守恒.应用能量的转化与守恒列式求解即可. (3)、此问要以A、B、C三个物体组成的系统为研究对象,从弹簧松开前到AB与挡板结成一体的过程中,系统合外力为零,动量守恒. 【解析】 (1)以A、B为研究对象,对其受力分析,合外力为零,动量守恒. 取水平向左为正方向,根据动量守恒定律得: 0=mAvA+mBvB 代入数据求得:vB=-1.5m/s 方向水平向右 (2)弹簧松开的过程中,只有弹簧的弹力做功,A、B和弹簧组成的系统机械能守恒. 根据机械能守恒定律有: 代入数据,求出弹簧的弹性势能EP=22.5J (3)以A、B、C为研究对象,经受力分析,系统动量守恒. 根据动量守恒定律有: 0=(mA+mB+mC)vC 代入数据得:vC=0 答:(1)B被弹出时的速度为-1.5m/s. (2)弹簧松开前的弹性势能为22.5J. (3)当两个滑块都与挡板碰撞后,板C的速度为0.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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