题目内容
如图所示,质量M=4 kg的滑板B静止放在光滑水平面上,其右端固定一根水平轻质弹簧,弹簧的自由端C到滑板左端的距离L=0.5m,这段滑板与木块A(可视为质点)之间的动摩擦因数μ=0.2,而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑。小木块A以速度v0=10m/s,由滑板B左端开始沿滑板水平上表面向右运动。已知木块A的质量m=1 kg,g取 10m/s2。求
(i)弹簧被压缩到最短时木块A的速度;
(ii)木块A压缩弹簧过程中弹簧弹性势能的最大值为多少?
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解:(ⅰ)弹簧被压缩到最短时,木块A与滑板B具有相同的速度,设为
,从木块A开始沿滑板B表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中,A、B系统的动量守恒:
(2分)
解得![]()
代入数据得木块A的速度
(2分)
(ii)木块A压缩弹簧过程中,弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大,由能量关系,最大弹性势能
(3分)
代入数据得
(2分)
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