如图所示,长木板静止在光滑的水平面上,长木板的左端固定一个档板,档板上固定一个长度为L的轻质弹簧,长木板与档板的总质量为M,在木板的右端有一质量为m的铁块.现给铁块一个水平向左的初速度v0,铁块向左滑行并与轻弹簧相碰,碰后返回恰好停在长木板的右端.根据以上条件可以求出的物理量是(  )A. 铁块与轻弹簧相碰过程中所具有的最大弹性势能B. 弹簧被压缩的最大长度C. 长木板运动速度的最大值D. 铁块与长木板间的动摩擦因数

问题描述:

如图所示,长木板静止在光滑的水平面上,长木板的左端固定一个档板,档板上固定一个长度为L的轻质弹簧,长木板与档板的总质量为M,在木板的右端有一质量为m的铁块.现给铁块一个水平向左的初速度v0,铁块向左滑行并与轻弹簧相碰,碰后返回恰好停在长木板的右端.根据以上条件可以求出的物理量是(  )
A. 铁块与轻弹簧相碰过程中所具有的最大弹性势能
B. 弹簧被压缩的最大长度
C. 长木板运动速度的最大值
D. 铁块与长木板间的动摩擦因数

A、设铁块与木板速度相同时,共同速度大小为v,铁块相对木板向左运动时,滑行的最大路程为s,摩擦力大小为f.根据能量守恒定律得:  铁块相对于木板向左运动过程:12mv02=fs+12(M+m)v2+Ep铁块相对于木板运动的...
答案解析:A、铁块从木板的右端端沿板面向左滑行,当铁块与木板的速度相同时,弹簧压缩最短,其弹性势能最大.根据能量守恒列出此过程的方程.从两者速度相同到铁块运动到木板的右端过程时,两者速度再次相同,根据能量守恒定律再列出整个过程的方程.根据系统动量守恒可知,两次速度相同时,铁块与木板的共同速度相同,根据动量守恒定律求出共同速度,联立求解弹簧具有的最大弹性势能.
B、由于不知道弹簧的劲度系数和长木板的长度,因此不能求出弹簧被压缩的最大长度、长木板运动速度的最大值、铁块与长木板间的滑动摩擦力.
考试点:动量守恒定律;弹性势能;机械能守恒定律.


知识点:本题是系统的动量守恒和能量守恒问题,分析两个过程进行研究,要抓住铁块与木板两次共同速度相同.