题目内容

【题目】如图所示,质量均为m的三个物体A、B、C置于足够长光滑水平面上,BC紧靠在一起但不粘连,A、B之间用弹簧拴接。某时刻,给A一个向左的瞬间冲量I,求:

获得冲量后A的速度v0

②弹簧第一次压缩到最短时的弹性势能Ep1和第一次拉伸到最长时A的速度大小

【答案】(1)(2)

【解析】试题分析:①给A一个向左的瞬间冲量I,根据动量定律求获得冲量后A的速度v0

弹簧第一次压缩到最短时三个物体的速度相同,根据系统的机械能守恒求弹性势能Ep1.第一次拉伸到最长时,此时B、C共速,再由动量守恒定律和机械能守恒定律结合求A的速度大小

取向左为正方向

A施加一个瞬间冲量,由动量定理:I=mv0-0

A的速度为

A获得速度v0开始到弹簧第一次被压缩到最短(此时A、B、C共速),取向左为正方向,三个物体动量守恒得:

mv0=3mv1

得三者共同的速度为:

弹簧第一次压缩到最短时的弹性势能 =

弹簧在原长时BC分离,此时B、C共速,从A获得速度到此时,三者动量守恒,则得

mv0=mvA+2mvB

等效于弹性碰撞,则有:

解得:

之后B、C分离,至弹簧第一次拉伸到最长时,对A、B系统,动量守恒:

mvA+mvB=(m+m)vAB

解得:=

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