Question

【题目】某宇航员在太空站内做了如下实验：选取两个质量分别为mA＝0.1 kg、mB＝0.2 kg的小球A、B和一根轻质短弹簧，弹簧的一端与小球A粘连，另一端与小球B接触而不粘连．现使小球A和B之间夹着被压缩的轻质弹簧，处于锁定状态，一起以速度v0＝0.1 m/s做匀速直线运动，如图所示．过一段时间，突然解除锁定(解除锁定没有机械能损失)，两球仍沿原直线运动，从弹簧与小球B刚刚分离开始计时，经时间t＝3.0 s，两球之间的距离增加了s＝2.7 m，求弹簧被锁定时的弹性势能Ep.

Answer 1

【答案】0.027J.

【解析】试题分析：弹簧和B球分离的过程中动量守恒，分离后A球的速度大于B球的速度，所以距离会增加；列出相对位移的式子；弹簧和B球分离的过程中，弹簧的弹性势能转化为球的动能，就可求出弹簧被锁定时的弹性势能Ep.

AB看成一个系统满足动量守恒：

距离关系满足:

联立可得：

根据能量守恒得：

代入数据解得:

点睛:本题主要考查了动量守恒和能量守恒得应用，属于中档题。