题目内容

【题目】如图,两块相同平板P1,P2置于光滑水平面上,质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧,左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于P1的最右端,质量为2m且可看作质点。P1与P以共同速度V0向右运动,与静止的P2发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后P1与P2粘连在一起。P压缩弹簧后被弹回去并停止在A点(弹簧始终在弹性限度内)。P与P2之间的动摩擦因数为μ。求:

(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2;

(2)此过程中弹簧的最大压缩量x和相应的弹性势能E0.

【答案】(1)方向水平向右(2)mv02/16

【解析】(1)P1、P2碰撞过程,由动能守恒定律

Mv0=2mv1

解得:v1=,方向水平向右

对P1、P2、P系统,由动能守恒定律

Mv0+2mv0=4mv2

解得v2=,方向水平向右

(2)当弹簧压缩最大时,P1、P2、P三者具有共同速度v2,由动能守恒定律

Mv0+2mv0=4mv2

对系统由能量守恒定律

4μmg(L+x)=

解得x=-L

最大弹性势能EP=

解得EP=

点睛;本题综合考查了动量守恒定律、能量守恒定律,关键是分析物理过程,搞清能量转化关系;此题综合性较强,对学生的能力要求较高,需加强这方面的训练.

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