题目内容
质量为M的小车置于水平面上,小车的上表面由光滑的1/4圆弧和光滑平面组成,弧半径为R,车的右端固定一轻弹簧,如图所示.现将一质量为m的滑块从圆弧最高处无初速下滑,与弹簧相接触并压缩弹簧.求:
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1.弹簧具有的最大的弹性势能Ep;
2.当滑块与弹簧分离时小车的速度v
【答案】
1.![]()
2.![]()
【解析】(1)滑块与小车相互作用过程中水平方向动量守恒,系统水平方向的总动量始终为0,滑块压缩弹簧后,当二者速度相等时,弹簧弹性势能最大,由水平方向上系统动量守恒得,此时滑块与小车速度均为0,由机械能守恒定律得,弹簧最大弹性势能Ep=
。
(2)当滑块与弹簧分离时,由系统动量守恒,![]()
由机械能守恒定律得,![]()
解得,小车的速度v=![]()
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