题目内容
如图所示,圆弧轨道与水平面平滑连接,轨道与水平面均光滑,质量为m的物块B与轻质弹簧拴接静止在水平面上,弹簧右端固定,质量为3m的物块A从圆弧轨道上距离水平面高h处由静止释放,与B碰撞后推着B一起运动但与B不粘连。求:
I.弹簧的最大弹性势能;
II.A与B第一次分离后,物块A沿圆弧面上升的最大高度。
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解析:I. A下滑与B碰撞前,机械能守恒,3mgh=
·3mv12
A与B碰撞,由动量守恒定律,3mv1=4mv2,
弹簧最短时弹性势能最大,据功能关系可得:EPmax=
·4mv22,
解得:EPmax=9mgh/4。 ——6分
II.据题意,AB分离时A的速度大小为v2, A与B分离后沿圆弧面上升到最高点的过程中,由机械能守恒定律,3mgh’=
·3mv22,解得:h’=9h/16. ——3分
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