题目内容
(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2;
(2)此过程中弹簧最大压缩量x和相应的弹性势能Ep.
分析:(1)P1、P2碰撞过程,由动量守恒定律列出等式.对P1、P2、P系统,由动量守恒定律求解.
(2)当弹簧压缩最大时,P1、P2、P三者具有共同速度v3,由动量守恒定律和能量守恒定律求解.
(2)当弹簧压缩最大时,P1、P2、P三者具有共同速度v3,由动量守恒定律和能量守恒定律求解.
解答:解:(1)P1、P2碰撞过程,由动量守恒定律
mv0=2mv1 ①
解得v1=
②
对P1、P2、P系统,由动量守恒定律
mv0+2mv0=4mv2③
解得v2=
④
(2)当弹簧压缩最大时,P1、P2、P三者具有共同速度v3,由动量守恒定律
mv0+2mv0=4mv3 ⑤
对系统由能量守恒定律
μ(2m)g×2(L+x)=
(2m)v
+
(2m)v
-
(4m)v
⑥
解得x=
-L ⑦
最大弹性势能Ep=
(2m)v
+
(2m)v
-
(4m)v
-μ?2mg(L+x) ⑧
解得Ep=
mv
⑨
答:(1)P1、P2刚碰完时的共同速度是
,P的最终速度是
;
(2)此过程中弹簧最大压缩量x是
-L,相应的弹性势能是
mv
.
mv0=2mv1 ①
解得v1=
| v0 |
| 2 |
对P1、P2、P系统,由动量守恒定律
mv0+2mv0=4mv2③
解得v2=
| 3v0 |
| 4 |
(2)当弹簧压缩最大时,P1、P2、P三者具有共同速度v3,由动量守恒定律
mv0+2mv0=4mv3 ⑤
对系统由能量守恒定律
μ(2m)g×2(L+x)=
| 1 |
| 2 |
2 0 |
| 1 |
| 2 |
2 1 |
| 1 |
| 2 |
2 2 |
解得x=
| ||
| 32μg |
最大弹性势能Ep=
| 1 |
| 2 |
2 0 |
| 1 |
| 2 |
2 1 |
| 1 |
| 2 |
2 3 |
解得Ep=
| 1 |
| 16 |
2 0 |
答:(1)P1、P2刚碰完时的共同速度是
| v0 |
| 2 |
| 3v0 |
| 4 |
(2)此过程中弹簧最大压缩量x是
| ||
| 32μg |
| 1 |
| 16 |
2 0 |
点评:本题综合考查了动量守恒定律、能量守恒定律,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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