题目内容
【题目】光滑水平面上,用轻弹簧相连接的质量均为2Kg的A、B两物体都以速度向右运动,弹簧处于原长。质量为4Kg的物体C静止在前方,如图所示,B与C发生碰撞后粘合在一起运动,在以后的运动中,求:
(1)弹性势能最大值为多少?
(2)当的速度为零时,弹簧的弹性势能为多少?
【答案】(1)12J (2)0
【解析】试题分析:物体BC碰撞过程系统动量守恒,碰后B的速度减小,ABC整体动量守恒;当三个物体的速度相同时,弹簧压缩量最大,弹性势能最大.ABC整体动量守恒,先根据动量守恒守恒定律求解BC的速度,然后根据机械能守恒定律求解弹性势能。
(1).由B、C碰撞瞬间,B、C的总动量守恒,由动量守恒定律得:
,代入数据解得:
三个物体速度相同时弹性势能最大,由动量守恒定律得:
,代入数据解得
设最大弹性势能为,由机械能守恒得:
,解得:
(2)当A的速度为零时,由动量守恒定律得:
代入数据解得:.
则此时的弹性势能:
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