题目内容

【题目】如图,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A,B,C. B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计).设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;当A,B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动.假设B和C碰撞过程时间极短.求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中.

(1)整个系统损失的机械能;
(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能.

【答案】
(1)

解:对A、B接触的过程中,由动量守恒定律得,mv0=2mv1,解得

B与C接触的瞬间,B、C组成的系统动量守恒,有:

解得

系统损失的机械能为 =


(2)

解:当A、B、C速度相同时,弹簧的弹性势能最大.

根据动量守恒定律得,mv0=3mv

解得v=

根据能量守恒定律得,弹簧的最大弹性势能 =


【解析】(1)A、B接触的过程中动量守恒,根据动量守恒定律求出当AB速度相同时的速度大小,B与C接触的瞬间,B、C组成的系统动量守恒,求出碰撞瞬间BC的速度,根据能量守恒求出整个系统损失的机械能.(2)当整个系统速度相同时,弹簧压缩到最短,根据动量守恒定律,求出三者共同的速度,A、B、C损失的机械能一部分转化为B、C碰撞产生的内能,一部分转化为弹簧的弹性势能,根据能量守恒求出弹簧被压缩到最短时的弹性势能.

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