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如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点,质量均为m,Q与轻质弹簧...

如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点,质量均为m,Q与轻质弹簧相连.设Q静止,P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞,在压缩弹簧的整个碰撞过程中,求:
(1)当弹簧压缩最短时Q的速度为多大?
(2)弹簧具有的最大弹性势能等于多少?

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弹簧在压缩的过程中P、Q和弹簧组成的系统动量守恒,可知当压缩最短时P和Q速度相等,根据动量守恒可以求出此时Q的速度为多少;同时在压缩过程中只有弹力做功,系统满足机械能守恒条件,系统的机械能守恒,即弹簧的最大弹性势能等于系统减少的动能. 【解析】 (1)P、Q通过弹簧发生碰撞,当两滑块速度相等时,弹簧压缩到最短,弹性势能最大,设此时共同速度为v,对P、Q(包括弹簧)组成的系统,由动量守恒定律有: mv=(m+m)v 解得: (2)在压缩弹簧的过程中,系统中只有弹簧弹力做功,系统满足机械能守恒条件即系统机械能守恒 所以弹簧增加的弹性势能等于系统减少的动能 即: 代入v=可得: 答:(1)当弹簧压缩最短时Q的速度为 (2)弹簧具有的最大弹性势能等于.
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考点分析:
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某实验小组在进行“验证动量守恒定律”的实验.入射球与被碰球半径相同.
①实验装置如下图所示.先不放B球,使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹.再把B球静置于水平槽前端边缘处,让A球仍从 C处由静止滚下,A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自落点的痕迹.记录纸上的O点是重锤所指的位置,M、P、N分别为落点的痕迹.未放B球时,A球落地点是记录纸上的    点.
②释放多次后,取各落点位置的平均值,测得各落点痕迹到O点的距离:OM=13.10cm,OP=21.90cm,ON=26.04cm.用天平称得入射小球A的质量m1=16.8g,被碰小球B的质量m2=5.6g.若将小球质量与水平位移的乘积作为“动量”,则碰前总动量p=    ,碰后总动量p′=   
③根据上面的数据处理数据,你认为能得到的结论是:在实验误差允许范围内,可认为系统在碰前和碰后的   
④实验中可以将表达式m1 v1=m1 v1′+m2 v2′转化为m1 s1=m1 s1′+m2 s2′来进行验证,其中s1、s1′、s2′为小球平抛的水平位移.可以进行这种转化的依据是    . (请选择一个最合适的答案)
A.小球飞出后的加速度相同
B.小球飞出后,水平方向的速度相同
C.小球在空中水平方向都做匀速直线运动,水平位移与时间成正比
D.小球在空中水平方向都做匀速直线运动,又因为从同一高度平抛,运动时间相同,所以水平位移与初速度成正比
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A.P、Q组成的系统动量守恒
B.P、Q、R组成的系统动量守恒
C.小车将向左运动
D.小车将向右运动
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A.乙反向时,甲的速度为0.5m/s,方向不变
B.乙反向时,甲的速度为零
C.甲、乙相距最近时速度均为零
D.甲、乙相距最近时速度均为manfen5.com 满分网m/s
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A.人受的冲量与船受的冲量相等
B.人向前走的速度一定大于小船后退的速度
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D.人向前走时,人与船的总动量守恒
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A.0.1m/s
B.0.26m/s
C.能得分
D.不能得分
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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