Question

如图所示，质量M＝40 g的靶盒A静止在光滑水平导轨上的O点，水平轻质弹簧一端拴在固定挡板P上，另一端与靶盒A连接．Q处有一固定的发射器B，它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为v₀＝50 m/s，质量m＝10 g的弹丸．当弹丸打入靶盒A后，便留在盒内．碰撞时间极短，不计空气阻力．求：弹丸进入靶盒A后，弹簧的最大弹性势能为多少？

Answer 1

解析　弹丸进入靶盒A后，弹丸与靶盒A的共同速度设为 v，由系统动量守恒得

mv₀＝（m＋M）v                             ①

靶盒A的速度减为零时，弹簧的弹性势能最大，由系统机械能守恒得

E_p＝（m＋M）v²                            ②

解得E_p＝v                       ③

代入数值得E_p＝2．5 J                      ④