题目内容
【题目】质量为m和M的两个物块A、B,中间夹着一根由轻绳束缚着的、被压缩的轻质弹簧,弹簧与A、B不相连,它们一起在光滑的水平面上以共同的速度向右运动,总动量为P,弹簧的弹性势能为EP;某时刻轻绳断开,弹簧恢复到原长时,A刚好静止,B向右运动,与质量为M的静止物块C相碰并粘在一起,则( )
A.弹簧弹力对A的冲量大小为 P
B.弹簧弹力对B做功的大小为EP
C.全过程中机械能减小量为EP
D.B,C的最终速度为
【答案】A,D
【解析】解:A、选取向右为正方向,两个物体的总动量是P,则A的动量:
弹簧恢复到原长时,A刚好静止,由动量定理得:I=PA′﹣PA=0﹣ =﹣ ,负号表示与选定的正方向相反.故A正确;
B、弹簧对AB作用的过程中,弹簧对A做负功,对B做正功,系统的机械能全部转化为B的动能,所以B的动能的增加量等于弹簧的弹性势能与A的动能的和,所以弹簧弹力对B做功的大于EP.故B错误;
C、D、物块A与B以及弹簧组成的系统相互作用的过程中系统的动量守恒,设相互作用结束后B的速度为v1,选取向右为正方向,则:
P=Mv1
B与C相互作用的过程中二者组成的系统的动量也守恒,设最终的速度为v2,根据动量守恒得:
Mv2=(M+M)v2
联立得:
整个的过程中损失的机械能:
而:
联立得:△E=EP+
可知只有在m与M相等时,全过程中机械能减小量才为EP.故C错误,D正确.
故选:AD
【考点精析】认真审题,首先需要了解功能关系(当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒;重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2;合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W 合 =E k2 -E k1 (动能定理);除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F =E 2 -E 1),还要掌握动量守恒定律(动量守恒定律成立的条件:系统不受外力或系统所受外力的合力为零;系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多;系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变)的相关知识才是答题的关键.