问题
计算题
(9分)如图所示,两个木块的质量分别为m1=2kg、m2=1kg,中间用轻弹簧相连接,放在光滑的水平面上,且m1左侧靠一固定竖直挡板,弹簧处于自然伸长状态。某一瞬间敲击木块m2使其获得3m/s的水平向左速度,木块m2向左压缩弹簧然后被弹簧弹回,弹回时带动木块m1运动。求:
(i)当弹簧拉伸到最长时,弹簧的最大弹性势能是多少?
(ii)在以后的运动过程中,木块m1速度的最大值为多少?
答案
(i)(ii)
题目分析:(i)木块被被弹回后,在弹簧第一次恢复原长后带动
运动,
在弹簧第一次恢复原长时,设速度为
,根据机械能守恒,
当和
速度相等时,弹簧最长,弹性势能最大
根据动量守恒定律
解得
根据能量守恒可得最大弹性势能
(ii)当弹簧再次恢复原长时,获得速度最大,设
速度为
,
速度为
由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
解得