题目内容

【题目】如图甲所示,物体A、B的质量分别是3 kg和8 kg,由轻质弹簧连接,放在光滑的水平面上,物体B左侧与竖直墙壁相接触,另有一个物体C水平向左运动,在t=5 s时与物体A相碰,并立即与A有相同的速度,一起向左运动。物体C的速度—时间图象如图乙所示。

①求在5 s到15 s的时间内弹簧压缩具有的最大弹性势能。

②求在5 s到15 s的时间内,墙壁对物体B的作用力的冲量。

【答案】①9J②,方向水平向右

【解析】

试题分析:①由图象可知,碰前C的速度v0=6 m/s,碰后的速度v=2 m/s

A、C碰撞过程动量守恒,由动量守恒定律得:mCv0=(mC+mA)v

解得mC=1.5 kg

A、C向左运动,当它们速度变为零时,弹簧压缩量最大,弹簧的弹性势能最大,由能量守恒定律得,最大弹性势能

②在5 s到15 s的时间内,墙壁对B物体的作用力F等于轻弹簧的弹力,轻弹簧的弹力使物体A和C的速度由2 m/s减少到0,再增加到2 m/s,则弹力的冲量等于F的冲量,即:

,方向水平向右

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