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(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?

问题描述:

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

(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)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=12mAυA2+12mBυB2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...
答案解析:(1)当弹簧恢复过程中,A、B物体动量守恒,且减少的弹性势能完全转化为两物体的动能.列出两组方程,从而求出两个未知量,即为A、B物体的速度大小.
(2)当弹簧第二次被压缩时,A和B、C组成的系统动量守恒,机械能守恒,从而由这两个守恒定律可列出两组方程,同样可求出结果.
考试点:动量守恒定律;机械能守恒定律.
知识点:考查动量守恒定律与机械能守恒定律相综合的应用,列动量表达式时注意了方向性.同时研究对象的选取也是本题的关键之处.还值得重视的是B与C碰后有动能损失的,所以碰前的与碰后不相等.