题目内容

【题目】如图所示,足够宽大的光滑水平轨道上放有三个可视为质点的滑块A、B、C,它们的质量分别为mA=0.1kg,mB=0.1kg,mC=0.2kg,其中A和B的接触面间装有少许塑胶炸药(炸药的质量和体积均忽略不计),B与C用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于自由静止状态。现引爆塑胶炸药,若炸药爆炸产生的能量有E=0.9J转化为A和B沿轨道方向的动能。

(1)求爆炸后瞬间A、B的速度大小;

(2)求弹簧弹性势能的最大值。

【答案】(1)vA=vB=3m/s;(2)0.3J

【解析】

(1)炸弹爆炸过程中,取A和B组成的系统为研究对象,设爆炸后瞬间A、B速度分别为、,取向右为正方向,由系统动量守恒可得

爆炸产生的能量转化为A、B的动能,则有

联立代入数据解得

(2)爆炸后去B、C和弹簧做研究系统,当弹簧第一次被压缩到最短时,B、C达到共速,此时弹簧的弹性势能最大为,设向右为正方向,由系统动量守恒得

系统动能转化为弹性势能,由能量守恒得

联立解得

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