题目内容

【题目】质量分别为m1m2的小车A和小车B放在水平面上,小车A的右端连着一根水平的轻弹簧,处于静止状态.小车B从右面以某一初速度驶来,与轻弹簧相碰,之后,小车A获得的最大速度为v.若不计摩擦和相互作用过程中的机械能损失.

(1)求小车B的初速度大小.

(2)如果将两小车AB的质量都增大到原来的2倍,再让小车B与静止的小车A相碰,要使AB两小车相互作用过程中弹簧的最大压缩量保持不变,小车B的初速度大小又是多大?

【答案】(1) (2)

【解析】(1)设小车B的初速度大小为v0AB两小球相互作用后A的速度,即A获得的最大速度为v

由系统动量守恒,有:m2v0m1vm2v2

相互作用前后系统的总动能不变,有:

解得:

(2)第一次弹簧被压缩至最短时,AB两小球有相同的速度,据动量守恒定律,有:

m2v0(m1m2)v,得

此时弹簧的弹性势能最大,其值等于系统总动能的减少量,故有

同理,两小车AB的质量都增大到原来的2倍,小车B的初速度设为v3AB两小车相互作用过程中弹簧的压缩量最大时,系统总动能的减少量

ΔEΔE,得小车B的初速度

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