题目内容

如图所示,质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上,其中弹簧两端分别与静止的滑块N和挡板P相连接,弹簧与挡板的质量均不计;滑块M以初速度v向右运动,它与挡板P碰撞后粘连在一起,在以后的运动过程中( )

A.M的速度等于0时,弹簧的长度最短
B.M的速度为v/2时,弹簧的弹性势能最大
C.两滑块速度相同时,N的动量最大
D.弹簧的弹力对N做功最多为mv2/2
【答案】分析:两滑块碰撞的过程中动量守恒,M与P碰撞压缩弹簧时,M做减速运动,N做加速运动,开始时M的速度大于N的速度,当M与N速度相等时,弹簧被压缩到最短,此时弹簧弹性势能最大,根据机械能守恒定律可知此时滑块动能之和最小.
解答:解:A、M与P碰撞压缩弹簧时,M做减速运动,N做加速运动,开始时M的速度大于N的速度,当M与N速度相等时,弹簧被压缩到最短,弹簧弹性势能最大,
设相等时的速度为v,根据动量守恒定律得:
mv=2mv
解得v=v0 .故A正确,B错误
C、弹簧被压缩到最短时,N受弹簧的弹力方向向右,所以继续加速,所以N的动量继续增大,故C错误
D、弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹力使得M减速,N加速,当弹簧恢复原长时,
由于两个滑块质量相等,根据动量守恒定律和机械能守恒得M的速度为零,N的速度是v
根据动能定理得弹簧的弹力对N做功最多为mv2.故D正确
故选BD.
点评:本题是系统动量守恒和机械能守恒的问题.两个质量相等的小球发生弹性碰撞时,将交换速度.
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