题目内容
【题目】如图所示,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平面上的O点,此时弹簧处于原长.另一质量与B相同的滑块A从P点以初速度v0向B滑行,经过时间t时,与B相碰.碰撞时间极短,碰后A、B粘在一起运动.滑块均可视为质点,与平面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.求:
(1)碰后瞬间,A、B共同的速度大小;
(2)若A、B压缩弹簧后恰能返回到O点并停止,求弹簧的最大压缩量;
(3)整个过程中滑块B对滑块A做的功.
【答案】(1)碰后瞬间,A、B共同的速度大小为(v0﹣μgt);
(2)若A、B压缩弹簧后恰能返回到O点并停止,求弹簧的最大压缩量为(v0﹣μgt)2;
(3)整个过程中滑块B对滑块A做的功为﹣m(v0﹣μgt)2
【解析】试题分析:(1)设A、B质量均为m,A刚接触B时的速度为v1,碰后瞬间共同的速度为v2,
从P到O过程,由动量定理得:﹣μmgt=mv1﹣mv0
以A、B为研究对象,碰撞瞬间系统动量守恒,乙向左为正方向,
由动量守恒定律得:mv1=2mv2,解得:v2=(v0﹣μgt);
(2)碰后A、B由O点向左运动,又返回到O点,设弹簧的最大压缩量为x,
由能量守恒定律得:μ(2mg)2x=(2m)v22,解得:x=(v0﹣μgt)2
(3)对滑块A,由动能定理得:W=mv22﹣mv12=﹣m(v0﹣μgt)2;
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