题目内容
【题目】如图所示,质量为m2和m3的两物体静止在光滑的水平面上,它们之间用轻弹簧相连且刚开始处于原长,一质量为m1的物体以速度v0向右运动,m1向右运动与m3相碰后即黏合在一起.已知m1=m2=m,m3=2m,问:
(1)m1、m3碰后共同速度?
(2)弹簧第一次最长时的弹性势能?
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【答案】(1)
(2)![]()
【解析】
(1)设碰后
、
共同速度的大小为
,取向右方向为正方向,对于
、
碰撞的过程,以两者组成的系统为研究对象,遵守动量守恒,则由动量守恒定律得:
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解得
、
相碰后瞬间的共同速度大小为:
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(2)当三个物体的速度相同时,弹簧伸长到最长,弹性势能最大,设此时
、
、
的速度大小为
,对于三个物体组成的系统,由动量守恒得:
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设弹簧的最大弹性势能为
,
、
相碰后弹簧和三个物体组成的系统机械能守恒,则有:
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联立解得:
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答:(1)m1、m3碰后共同速度
.
(2)弹簧第一次最长时的弹性势能
.
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