题目内容
【题目】如图所示,质量为2m的物体B静止在光滑水平面上,物体B的左边固定有轻质弹簧,质量为m的物体A以速度v向物体B运动并与弹簧发生作用,从物体A接触弹簧开始到离开弹簧的过程中,物体A,B始终沿同一直线运动,以初速度v方向为正,则
A. 此过程中弹簧对物体B的冲量大小大于弹簧对物体A的冲量大小
B. 弹簧的最大弹性势能为
C. 此过程弹簧对物体B的冲量为
D. 物体A离开弹簧后的速度为
【答案】B
【解析】
根据冲量的定义式I=Ft分析弹簧对两个物体的冲量关系.当两个物体的速度相同时弹簧的弹性势能最大,根据系统的动量守恒和机械能守恒结合求解弹簧的最大弹性势能.根据动量守恒定律和机械能守恒定律结合求出物体A离开弹簧后的速度和B的速度,再对B,运用动量定理求冲量.
弹簧对物体B的弹力大小等于弹簧对物体A的弹力大小,作用时间也相同,由冲量的定义式I=Ft知:弹簧对物体B的冲量大小等于弹簧对物体A的冲量大小,故A错误。在A、B速度相等时,弹簧压缩至最短,故弹簧的弹性势能最大,故动能应最小,此过程中动量守恒,取向右为正方向,则有:,解得:,弹簧的最大弹性势能为,故B正确。设物体A离开弹簧后A、B的速度分别为和.取向右为正方向,根据动量守恒定律和机械能守恒定律得:,,解得:,,即物体A离开弹簧后的速度为,对B,由动量定理得:弹簧对物体B的冲量,故CD错误。故选B。
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