Question

【题目】如图所示，光滑水平面上的木板右端，有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连，木板质量为M = 4.0 kg，质量为m = 2.0 kg的铁块以水平速度v0 = 2.0 m/s，从木板的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的左端，试求：

（1）铁块恰好停在木板的左端时，木板的速度；

（2）运动过程中弹簧具有的最大弹性势能。

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】（1）设铁块与木板速度相同时，共同速度大小为v，根据系统动量守恒可知，

mv0=（M+m）v

解得v=m/s
（2）铁块相对木板向右运动时，摩擦力大小为f。根据能量守恒定律，铁块相对于木板向右运动过程木块和木板共速时，弹簧弹性势能最大，则由能量关系：

mv02=fL+ (M+m)v2+EP
铁块相对于木板运动的整个过程： mv02=2fL+ (M+m)v2