题目内容
如图所示,在光滑的水平地面上,物体B静止,在物体B上固定一个轻小弹簧.物体A以一定初速度沿水平方向向右运动,并通过弹簧与物体B发生作用.已测出两物体的质量关系为mA=mB,碰撞中,弹簧获得的最大弹性势能为EP.若将B的质量加倍,再使物体A与物体B发生作用(作用前物体B仍静止),相互作用过程中,弹簧获得的最大弹性势能仍为EP.则在物体A开始接触弹簧到弹簧具有最大弹性势能的过程中,第一次和第二次物体B的末动量之比为( )A.4:3
B.2:1
C.3:1
D.3:2
【答案】分析:P与Q相互作用过程中,外力的合力为零,系统动量守恒,同时由于只有弹簧弹力做功,系统机械能也守恒;P刚与弹簧接触时,弹簧弹力逐渐变大,P做加速度变大的加速运动,Q做加速度变大的加速运动,当P与Q速度相等时,弹簧最短,弹性势能最大,根据动量守恒定律和机械能守恒定律列式即可.
解答:解:在整个过程中,弹簧具有最大弹性势能时,P和Q的速度相同,根据动量守恒定律:
当A、B质量相等时有:
mv=2mv.
根据机械能守恒定律,有:
Ep=
-
v2
B的质量加倍后,有:
mv′=3mv′
根据机械能守恒定律,有:
Ep=
-
v′2
解得:
=
所以第一次和第二次物体B的末动量之比为
故选D
点评:本题关键对两物体的受力情况和运动情况进行分析,得出P和Q的速度相同时,弹簧最短,然后根据动量守恒定律和机械能守恒定律列式求解.
解答:解:在整个过程中,弹簧具有最大弹性势能时,P和Q的速度相同,根据动量守恒定律:
当A、B质量相等时有:
mv=2mv.
根据机械能守恒定律,有:
Ep=
B的质量加倍后,有:
mv′=3mv′
根据机械能守恒定律,有:
Ep=
解得:
所以第一次和第二次物体B的末动量之比为
故选D
点评:本题关键对两物体的受力情况和运动情况进行分析,得出P和Q的速度相同时,弹簧最短,然后根据动量守恒定律和机械能守恒定律列式求解.
练习册系列答案
相关题目