题目内容

【题目】如图所示,木槽A质量为m,置于水平桌面上,木槽上底面光滑,下底面与桌面间的动摩擦因数为μ,槽内放有两个滑块B和C(两滑块都可看作质点),B、C的质量分别为m和2m,现用这两个滑块将很短的轻质弹簧压紧(两滑块与弹簧均不连接,弹簧长度忽略不计),此时B到木槽左端、C到木槽右端的距离均为L,弹簧的弹性势能为EP=mgL。现同时释放B、C两滑块,B与A的竖直内壁碰撞为弹性碰撞,C与A的竖直内壁碰撞后粘在一起不再分离,且碰撞时间极短。求:

(1)B、C两滑块离开弹簧时的速度vB、vC的大小;

(2)滑块与槽壁第一次碰撞后A的速度v1的大小;

(3)木槽A在与滑块第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中,木槽A对地的位移x。

【答案】(1),;(2);(3)

【解析】

(1)释放后弹簧弹开B、C两滑块的过程中,根据动量守恒定律和机械能守恒定律,有

解得

滑块B经过时间t1先与木槽A左侧壁碰撞

(2)B与A弹性碰撞,则

解得

(3)木槽A与B滑块相撞后,A向左做匀减速运动,其加速度大小为

木槽A和滑块B相撞后速度减为0的时间

在(t1+t2)这段时间内,木槽移动的距离为x1,则

滑块C和木槽移动的距离之和为

所以在C与A相撞前A已停止运动。所以木槽移动的距离为x1,则

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