题目内容
如图所示,质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连,放在光滑水平面上,A紧靠竖直墙.用水平力向左推B,将弹簧压缩,推到某位置静止时推力大小为F0,弹簧的弹性势能为E.在此位置突然撤去推力,下列说法中正确的是( )
分析:抓住撤去瞬间弹簧的弹力不变,根据牛顿第二定律求出B的加速度大小,根据动量守恒定律的条件判断动量是否守恒.结合动量守恒、机械能守恒求出弹簧的弹性势能.
解答:A、推力F撤去前,弹簧的弹力等于F0,撤去F的瞬间,B的合力为F0,则B的加速度大小为a=
.故A正确.
B、撤去F后,A、B和弹簧组成的系统受到墙壁的作用力,系统动量不守恒.故B错误.
D、B撤去F后,A离开竖直墙后,当两物体速度相同时,弹簧伸长最长或压缩最短,弹性势能最大.
设两物体相同速度为v,A离开墙时,B的速度为v0.根据动量守恒和机械能守恒得
2mv0=3mv,
E=
?3mv2+Ep
又E=
mv02
联立解得弹簧的弹性势能最大值为EP=
.故C错误,D正确.
故选AD.
F0 |
2m |
B、撤去F后,A、B和弹簧组成的系统受到墙壁的作用力,系统动量不守恒.故B错误.
D、B撤去F后,A离开竖直墙后,当两物体速度相同时,弹簧伸长最长或压缩最短,弹性势能最大.
设两物体相同速度为v,A离开墙时,B的速度为v0.根据动量守恒和机械能守恒得
2mv0=3mv,
E=
1 |
2 |
又E=
1 |
2 |
联立解得弹簧的弹性势能最大值为EP=
E |
3 |
故选AD.
点评:正确认识动量守恒条件和机械能守恒条件是解决本题的关键了.如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变;系统只有重力或弹力做功为机械能守恒条件.
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