问题 问答题

如图所示,两个质量均为4m的小球AB由轻弹簧连接,置于光滑水平面上.一颗质量为m子弹,以水平速度v0射入A球,并在极短时间内嵌在其中.求:在运动过程中

(1)什么时候弹簧的弹性势能最大,最大值是多少?

(2)A球的最小速度和B球的最大速度.

答案

(1);(2)VAminVBmax

子弹与A球发生完全非弹性碰撞,子弹质量为mA球、B球分别都为M,子弹与A球组成的系统动量守恒,则

mv0= (m+M)V                             ①

(1)以子弹、A球、B球作为一系统,以子弹和A球有共同速度为初态,子弹、A球、B球速度相同时为末态,则

m+MV= (m+M+M)V′                    ②

        ③

M=4m,解得                  ④

(2)以子弹和A球有共同速度为初态,子弹和A球速度最小、B球速度最大为末态,则(m+MV= (m+M)VA+MVB    ⑤

         ⑥

解得                 ⑦

v0=0                      ⑧

根据题意求A球的最小速度和B球的最大速度,所以VAminVBmax

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