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=

1
2
(2m)vB2  

vB=

W
m

B的动量大小为2

mW
,故B错误

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=

1
2
m
v2A
+
1
2
×2mv′B2     ②

由①②解得:vA=

4
3
W
m
,故C正确

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=

1
2
?3mv2+EP

又W=

1
2
×2m
v2B

联立得到,v=

2
3
W
m

弹簧的弹性势能最大值为EP=

W
3
.故D正确

故选CD.

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