问题
计算题
如图甲所示，物块A、B的质量分别是mA=4.0 kg和mB=3.0 kg，用轻弹簧拴接放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙相接触。另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动，在=4 s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的v-t图像如图乙所示。求：
(1)物块C的质量mC；
(2)墙壁对物块B的弹力在4s到12 s的时间内对B做的功W及对B的冲量I的大小和方向；
(3)B离开墙后的过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep。
答案
解：(1)由乙图知，C与A碰前速度为v1=9 m/s，碰后速度为v2=3 m/s，C与A碰撞过程动量守恒，则有
mCv1=(mA+mC)v2
解得mC=2 kg
(2)墙对物块B不做功，所以W=0
由图乙知，12 s末A和C的速度为v3=-3 m/s，在4s 到12 s内墙对B的冲量为
I=(mA+mC)v'3-(mA+mC)v3
所以I= -36 N·s，方向向左
(3)12 s末B离开墙壁，之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒，且当A、C与B速度相等时弹簧弹性势能最大
(mA+mC)v3=(mA+mB+mC)v4
解得Ep=9 J