题目内容
【题目】如图所示,一水平轻弹簧一端与滑块B相连,另一端与滑块C接触但未连接,B、 C均静止在光滑水平桌面上。现有一滑块儿从光滑曲面上距桌面h=1.8m高处由静止开始滑下,以沿BC连线方向与滑块B生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动。己知A、B、C的质量分别是mA=lkg、mB=2kg、mC=3kg,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)A、B两滑块碰撞结束瞬间速度的大小;
(2)弹簧的最大弹性势能;
(3)滑块 C 最后的速度。
【答案】(1) (2)(3)
【解析】(1)滑块A下滑过程满足机械能守恒定律,所以:
A、B碰撞过程中A、B组成的系统动量守恒,设碰后瞬间A、B的共同速度为v2,则有:
由此可求出:
(2)A、B两滑块碰后一起压缩弹簧做减速运动,C滑块做加速运动,弹簧的弹性势能增加,当A、B、C速度相等(设为v)时,弹性势能达最大值Epm,由动量守恒定律有:
由机械能守恒定律有:
代入数据求得:
(3)弹簧恢复自然长度时,滑块C脱离弹簧,设此时A、B的速度为v3,滑块C的速度为,则由动量守恒定律有:
由机械能守恒定律有
联立求解可知,,C最后的速度为:
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