问题 问答题

如图所示,一辆质量M=3kg的小车A静止在光滑的水平面上,小车上有一质量m=1kg的光滑小球B,将一轻质弹簧压缩并锁定,此时弹簧的弹性势能为Ep=6J,小球与小车右壁距离为L,解除锁定,小球脱离弹簧后与小车右壁的油灰阻挡层碰撞并被粘住,求:

(1)小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小.

(2)在整个过程中,小车移动的距离.

答案

(1)除锁定后弹簧的弹性势能转化为系统动能,根据动量守恒和能量守恒列出等式得

mv1-Mv2=0

1
2
m
v21
+
1
2
M
v22
=Ep

解得:v1=3m/s v2=1m/s

(2)根据动量守恒和各自位移关系得

x1
t
=M
x2
t

x1+x2=L

解得:x2=

L
4

答:(1)小球脱离弹簧时小球和小车各自的速度大小是v1=3m/s v2=1m/s.

(2)在整个过程中,小车移动的距离是

L
4

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