题目内容

【题目】光滑水平面上放着质量mA=1kg的物块A与质量mB=2kg的物块B,A与B均可视为质点,A靠在竖直墙壁上,A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),在A、B间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,用手挡住B不动,此时弹簧弹性势能EP=49J.如图所示,放手后B向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径R=0.5m,B恰能到达最高点C取g=10m/s2,求

(1)绳拉断后瞬间B的速度vB的大小

(2)绳拉断过程中对B的冲量大小

(3)绳拉断过程绳对A所做的功W

【答案】(1)vB=5m/s

(2)4N·s

(3)W=8J

【解析】(1)设B在绳被拉断后瞬间的速度为vB,到达C点时速度为vC,有

mBg=mB①

mBv=mB+2mBgR②

代入数据得vB=5m/s ③

(2)设弹簧恢复到自然长度时B的速度为v1,取水平向右为正方向,有

EP=mB④

I=mBvB-mBv1⑤

代入数据得I=-4N·s,其大小为4N·s ⑥

(3)设绳断后A的速度为vA,取水平向右为正方向,有

mBv1=mBvB+mAvA      ⑦

W=mA⑧

代入数据得W=8J ⑨

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