题目内容

如图,在光滑水平面上,物体B静止,在B上固定一个轻弹簧.在物体A以某一速度沿水平方向向右运动时,通过弹簧与物体B发生作用,两物体质量相等,作用过程中,弹簧获得最大弹性势能为Ep.现将B的质量加倍,再使物体A通过弹簧与物体B发生作用(作用前物体B仍静止),作用过程中,弹簧获得最大弹性势能仍为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,第一次和第二次相比( )

A.物体A的初动能之比为1:2
B.物体A的初动能之比为2:3
C.物体A损失的动能之比为27:32
D.物体A损失的动能之比为9:8
【答案】分析:A与B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:A、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=-
联立以上各式解得:物体A的初动能之比为:4:3,故AB错误,
当A、B质量相等时物体A损失的动能为:△EK1=-
B的质量加倍后A损失的动能为::△EK2=-
联立各式得:△EK1:△EK2=9:8,故C错误,D正确.
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.
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