问题 问答题

如图所示光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C质量分别为mA=mC=2m和mB=m,A、B用细绳相连,中间有一压缩的弹簧(弹簧与滑块不栓接),开始时A、B以共同速度V0向右运动,C静止,某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三者的速度恰好相同.

求:(1)B与C碰撞前B的速度

(2)弹簧释放的弹性势能多大.

答案

(1)设三者最后的共同速度为v,由动量守恒得:

(mA+mB)v0=mAv+mBvB

mBvB=(mB+mC)v

三者动量守恒得:(2m+m)v0=(2m+m+2m)v

v=

3
5
v0   所以vB=
9
5
v0

(2)弹簧释放的弹性势能

Ep=

1
2
2m(
3
5
v0)2+
1
2
m(
9
5
v0)2-
1
2
3mv02=
12
35
mv02

答:(1)B与C碰撞前B的速度为

9
5
v0

(2)弹簧释放的弹性势能为

12
35
mv02

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