题目内容
【题目】如图所示,质量为m2和m3的两物体静止在光滑的水平面上,它们之间用轻弹簧相连且刚开始处于原长,一质量为m1的物体以速度v0向右运动,m1向右运动与m3相碰后即黏合在一起.已知m1=m2=m,m3=2m,问:
(1)m1、m3碰后共同速度?
(2)弹簧第一次最长时的弹性势能?
【答案】(1)(2)
【解析】
(1)设碰后、共同速度的大小为,取向右方向为正方向,对于、碰撞的过程,以两者组成的系统为研究对象,遵守动量守恒,则由动量守恒定律得:
解得、相碰后瞬间的共同速度大小为:
(2)当三个物体的速度相同时,弹簧伸长到最长,弹性势能最大,设此时、、的速度大小为,对于三个物体组成的系统,由动量守恒得:
设弹簧的最大弹性势能为, 、相碰后弹簧和三个物体组成的系统机械能守恒,则有:
联立解得:
答:(1)m1、m3碰后共同速度.
(2)弹簧第一次最长时的弹性势能.
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