题目内容
【题目】如图所示,光滑水平地面上静止放置两由弹簧相连木块A和B,一质量为m的子弹以速度v0水平击中木块A,并留在其中,A的质量为3m,B的质量为4m。
(1)求弹簧第一次最短时的弹性势能
(2)何时B的速度最大,最大速度是多少?
【答案】(1) (2)弹簧再恢复原长时B速度最大
【解析】:
(1)从子弹击中木块A到弹簧第一次达到最短的过程可分为两个小过程一是子弹与木块A的碰撞过程,动量守恒,有机械能损失;二是子弹与木块A组成的整体与木块B通过弹簧相互作用的过程,动量守恒,系统机械能守恒,
子弹打木块A的过程,由动量守恒得:
打入后弹簧由原长到最短由动量守恒得:
此过程机械能守恒:
解得:
(2)从弹簧原长到压缩最短再恢复原长的过程中,木块B一直作变加速运动,木块A一直作变减速运动,相当于弹性碰撞,因质量相等,子弹和A组成的整体与B木块交换速度,此时B的速度最大,设弹簧弹开时A、B的速度分别为
系统动量守恒:
解得: ;
综上所述本题答案是:(1)(2)弹簧再恢复原长时B速度最大
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