题目内容
【题目】如图甲所示,物块A、B的质量分别是mA=4.0 kg和mB=3.0 kg.用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙相接触.另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动,在t=4 s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开,物块C的v-t图像如图乙所示.求:
(1)物块C的质量m;
(2)墙壁对物块B在4 s到12 s的时间内的冲量I的大小和方向;
(3)B离开墙后的过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep.
【答案】(1)mC=2kg;(2)I=-36Ns;(3)EP=9J
【解析】
①由图知,C与A碰前速度为,碰后速度为, C与A碰撞过程动量守恒,以C的初速度反方向为正方向,由动量守恒定律得:
解得:.
②由图知,末A和C的速度为,到
墙对B的冲量为
解得:,方向向左.
③,B离开墙壁,之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒,且当A、C与B速度相等时,弹簧弹性势能最大,以A的速度方向为正方向
由动量守恒定律得:
由机械能守恒定律得:
解得:.
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