题目内容

【题目】如图所示,三个小木块ABC静止在足够长的光滑水平轨道上,质量分别为 ,其中BC用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于静止状态;AB之间有少许塑胶炸药(质量不计),现引爆塑胶炸药,若炸药爆炸产生的能量有转化为AB沿轨道方向的动能。

1)分别求爆炸后瞬间AB的速度大小;

2)求弹簧弹性势能的最大值;

3)分别求弹簧恢复到原长时BC的速度大小。

【答案】12m/s20.15J3-1m/s1m/s

【解析】1)塑胶炸药爆炸瞬间取AB为研究对象,假设爆炸后瞬间AB的速度大小分别为

取向右为正方向,

由动量守恒:

爆炸产生的热量有转化为AB的动能:

解得:

2)取BC 和弹簧为研究系统,当弹簧第一次被压缩到最短时BC达到共同速度,此时弹簧的弹性势能最大,设为

由动量守恒:

由能量守恒定律:

解得:

3)设BC之间的弹簧第一次恢复到原长时BC的速度分别为,则由动量守恒和能量守恒,有:

解得: (负号表示方向向左,即B的速度大小为),

其中 不符合题意,舍去)

点睛:本题考查了与弹簧有关的动量、能量问题有一定综合性,易错点在于A反弹后与B碰撞过程中有能量损失,很多学生容易忽略这点,导致错误。

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