问题
计算题
(9分)两物块A、B用轻弹簧相连,质量均为2 kg,初始时弹簧处于原长,A、B两物块都以v=6 m/s的速度在光滑的水平地面上运动,质量4 kg的物块C静止在前方,如图所示。B与C碰撞后二者会粘在一起运动。求在以后的运动中:
(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度为多大?
(2)系统中弹性势能的最大值是多少?
答案
3m/s 12J
题目分析:(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大.
由A、B、C三者组成的系统动量守恒,
解得
(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒,设碰后瞬间B、C两者速度为,则
mBv=(mB+mC)
=
="2" m/s
设物ABC速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep,
根据能量守恒Ep=(mB+mC)
+
mAv2-
(mA+mB+mC)
=×(2+4)×22+
×2×62-
×(2+2+4)×32="12" J