题目内容
如图所示,质量为M的平板小车静止在光滑的水乎地面上,小车左端放一个质量为m的木块,车的右端固定一个轻质弹簧,现给木块一个水平向右的瞬时冲量I,木块便沿小车向右滑行,在与弹簧相碰后又沿原路返回,并且恰好能到达小车的左端。试求:
①木块返回到小车左端时小车的动能;
②弹簧获得的最大弹性势能。
①木块返回到小车左端时小车的动能;
②弹簧获得的最大弹性势能。
①;②
试题分析:①选小车和木块整体为研究对象,由于m受到冲量I之后系统水平方向不受外力作用,系统动量守恒,设系统的末速度为v,则 解得
小车的动能为=
②当弹簧具有最大弹性势能时,小车和木块具有共同速度,即为v.设木块从小车左端运动到弹簧弹性势能最大的过程中,摩擦生热,在此过程中,由能量守恒得
当木板返回到小车左端时,由能量守恒得
联立得
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