问题
多选题
如图,在光滑水平面上放着质量分别为m和2m的A、B两个物块,现用外力缓慢向左推B使弹簧压缩,此过程中推力做功W.然后撤去外力,则( )
A.从开始到A离开墙面的过程中,墙对A的冲量为0
B.当A离开墙面时,B的动量大小为2mW
C.A离开墙面后,A的最大速度为4 3 W m
D.A离开墙面后,弹簧的最大弹性势能为W 3
答案
A、根据冲量的定义得从开始到A离开墙面的过程中,墙壁对A有弹力,所以墙对A的冲量不为0,故A错误
B、撤去力F后,B向右运动,弹簧弹力逐渐减小,当弹簧恢复原长时,A开始脱离墙面,这一过程机械能守恒,即满足:
W=E=
(2m)vB2 1 2
vB=W m
B的动量大小为2
,故B错误mW
C、当弹簧再次恢复原长时,A的速度最大,这一过程系统动量和机械能均守恒,有:
动量守恒:2mvB=mvA+2mv′B ①,
机械能守恒:W=
m1 2
+v 2A
×2mv′B2 ②1 2
由①②解得:vA=4 3
,故C正确W m
D、B撤去F后,A离开竖直墙后,当两物体速度相同时,弹簧伸长最长或压缩最短,弹性势能最大.
设两物体相同速度为v,A离开墙时,B的速度为v0.根据动量守恒和机械能守恒得
2mvB=3mv,
W=
?3mv2+EP1 2
又W=
×2m1 2 v 2B
联立得到,v=2 3 W m
弹簧的弹性势能最大值为EP=
.故D正确W 3
故选CD.