题目内容

【题目】如图所示,一轻弹簧连着两球,现将弹簧压缩后用锁扣(图中未画出)锁住,放在足够大的光滑水平面上,B、C两球并排靠在一起但不粘连,A、B、C三球的质量均为m。现解除锁扣,弹簧第一次伸长到最长时,弹簧的弹性势能为Ep。下列说法正确的是(  )

A.从解除锁扣到弹簧恢复到自然伸长状态的过程中,A、B和弹簧组成的系统动量守恒

B.C最终的速度大小为

C.弹簧压缩后被锁扣锁住时的弹性势能为

D.弹簧第一次伸长到最长时,A的速度大小为

【答案】BC

【解析】

A.解除锁扣后弹簧伸长,弹簧恢复到自然伸长状态后,B、C分离,此后C做匀速直线运动,从解除锁扣到弹簧恢复到自然伸长状态的过程中,由于B受到C向左的弹力作用,故A、B和弹簧组成的系统动量不守恒,故A错误;

BCD.设弹簧处于自然伸长状态时,A、B的速度大小分别为vA、vB,则C球最终的速度大小vC=vB,对A、B、C和弹簧组成的系统,由动量守恒定律有

设弹簧压缩后被锁扣锁住时的弹性势能为Ep',由机械能守恒定律有

弹簧恢复到自然伸长状态后,A的速度减小,B的速度先减小到零后反向(向左)增大,当A、B的速度相等时,弹簧第一次伸长到最长,设此时A、B的速度为v,对A、B和弹簧组成的系统,由动量守恒定律有

由机械能守恒定律有

解得

所以B正确,C正确,D错误。

故选BC。

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