题目内容

(09年肇庆市期末)(16分)用轻质弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上运动,弹簧处于原长,质量为4kg的物块C静止在前方,如图所示,B与C碰撞后二者粘在一起运动,求:

 

(1)当弹簧的弹性势能最大时物体A的速度多大?

(2)弹性势能的最大值是多少?

(3)A的速度有可能向左吗?为什么?

解析:(1)当A、B、C三者的速度相等时(设为v1),弹簧的弹性势能最大,由于A、B、C三者组成的系统动量守恒,

    ①                 (2分)

 

       解得:      ②                   (2分)

 

  (2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒,设碰后瞬间B、C两者速度为v2,则

 

                           ③ 

 

解得:          ④                   (2分)

 

设弹性势能的最大值为,由机械能守恒得:

 

   ⑤        (3分)

 

代入数值得:                          ⑥        (1分)

 

(3)A不可能向左运动。由系统的动量守恒:

 

             ⑦         (1分)

 

     若A向左运动,,则          ⑧         (2分 )

 

   此时系统的动能之和:

 

⑨      (1分)

 

而系统的机械能: ⑩   (1分)

 

根据能量守恒是不可能的。                              (1分)

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