题目内容

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.

质量分别为m1和m2的小车A和B放在水平面上,小车A的右端连着一根水平的轻弹簧,处于静止.小车B从右面以某一初速驶来,与轻弹簧相碰,之后,小车A获得的最大速度的大小为v.如果不计摩擦,也不计相互作用过程中的机械能损失.求:

(1)

小车B的初速度大小.

(2)

如果只将小车A、B的质量都增大到原来的2倍,再让小车B与静止小车A相碰,要使A、B小车相互作用过程中弹簧的最大压缩量保持不变,小车B的初速度大小又是多大?

答案:
解析:

(1)

  设小车B开始的速度为v0,A、B相互作用后A的速度即A获得的最大速度v,

  系统动量守恒m2vo=m1v+m2v2

  相互作用前后系统的总动能不变

  解得:

(2)

  第一次弹簧压缩最短时,A、B有相同的速度,据动量守恒定律,有m2v0=(m1+m2)v共,得

  此时弹簧的弹性势能最大,等于系统总动能的减少

  

  同理,小车A、B的质量都增大到原来的2倍,小车B的初速度设为v3,A、B小车相互作用过程中弹簧的压缩量最大时,系统总动能减少为

  

  由ΔE=ΔE',得

  小车B的初速度


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