题目内容
如图所示,两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上,质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧,左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于P1的最右端,质量为2m且可看作质点。P1与P以共同速度v0向右运动,与静止的P2发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后P1与P2粘连在一起,P压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹簧始终在弹性限度内)。P与P2之间的动摩擦因数为μ。
求:①P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2;
②此过程中弹簧的最大压缩量x。
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【解析】(1)对P1、P2碰撞瞬间由动量守恒定律得mv0=2mv1 (2分)
对P、P1、P2碰撞全过程由动量守恒定律得3mv0=4mv2 (2分)
解得v1=
,v2=
v0 (1分)
(2)当P、P2速度相等时弹簧压缩最短,此时v=v2 (1分)
对P1、P2刚碰完到P停在A点,由能量守恒定律得
(2m)v12+
(2m)v02-
(4m)v2=2μmg·2(x+L) (2分)
联立以上各式,解得x=
-L, (1分)
练习册系列答案
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