问题
问答题
在光滑水平面上有两个小木块A和B,其质量mA=1kg、mB=4kg,它们中间用一根轻质弹簧相连.一颗水平飞行的子弹质量为m=50g,以V0=500m/s的速度在极短时间内射穿两木块,已知射穿A木块后子弹的速度变为原来的
,且子弹射穿A木块损失的动能是射穿B木块损失的动能的2倍.求:系统运动过程中弹簧的最大弹性势能.3 5
答案
子弹穿过A时,子弹与A动量守恒,
由动量守恒定律:mv0=mAvA+mv1 ①
而由v1=
v0 得:v1=300m/s3 5
得:vA=10m/s ②
子弹穿过B时,子弹与B动量守恒,
由动量守恒定律:mv1=mBvB+mv2 ③
又由
m1 2
-v 20
m1 2
=2(v 21
m1 2
-v 21
m1 2
) ④v 22
得:v2=100m/s
由③,④得:vB=2.5m/s ⑤
子弹穿过B以后,弹簧开始被压缩,A、B和弹簧所组成的系统动量守恒
由动量守恒定律:mAvA+mBvB=(mA+mB)v共 ⑥
由能量关系:Ep=
mA1 2
+v 2A
mB1 2
-v 2B
(mA+mB)1 2
⑦v 2共
由②⑤⑥⑦得:EP=22.5J ⑧
答:系统运动过程中弹簧的最大弹性势能为22.5J.