题目内容


如图所示,一轻质弹簧两端连接着物体A和物体B,放在光滑的水平面上,水平速度为v0的子弹射中物体A并嵌在其中,已知物体B的质量为mB,物体A的质量是物体B的质量的,子弹的质量是物体B的质量的,求弹簧被压缩到最短时的弹性势能.


考点:

动量守恒定律;机械能守恒定律. .

专题:

动量与动能定理或能的转化与守恒定律综合.

分析:

子弹击中木块过程系统动量守恒,以子弹、滑块A、B和弹簧组成的系统为研究对象,当三者速度相等时,弹簧被压缩到最短,则弹性势能最大,根据动量守恒定律求出速度,然后由能量守恒定律求出弹簧的弹性势能.

解答:

解:子弹击中A过程系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,

设B的质量为m,由动量守恒定律得: mv0=(m+m)vA,解得:vA=v0

对子弹、滑块A、B和弹簧组成的系统,A、B速度相等时弹簧被压缩到最短.

以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律可得:

0.25mv0=(0.25m+0.75m+m)v,

由此解得:v=v0

由能量守恒定律得:( m+m)vA2=(m+m+m)v2+EP

解得:EP=mv02

答:弹簧被压缩到最短时的弹性势能为:mv02

点评:

本题考查了求弹簧的弹性势能,分析清楚运动过程、应用动量守恒定律、能量守恒定律即可正确解题.

 

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