问题 问答题

一个质量M=10kg的物体放在光滑水平面上,并与一水平轻质弹簧相连,如图所示。弹簧的劲度系数k=1000N·m-1。今有一质量为m=1kg的小球,以v0=4m/s的速度运动,与物体M相撞后以v1=2m/s的速度弹回,求:

(1)弹簧在被压缩的过程中,弹簧最多可缩短多少

(2)如果小球上涂有粘性物质,相撞后可与M粘在一起,则弹簧最多可缩短多少

答案

参考答案:

设以v0的方向为正方向,物体M被撞后的速度为v

(1)由题意知,小球碰撞物体过程中,系统总动量守恒,即

mv0=-mv1+Mv

解得

设弹簧的压缩量为x,因物体只受内力作用,物体和弹簧组成的系统机械能守恒,即

解得

则x=0.06m

(2)设相撞后小球与物体m的共同速度为v’

由系统动量守恒得

mv0=(m+M)v’

所以

同理,由机械能守恒得

解得弹簧缩短的长度为x1=0.038m。

单项选择题
单项选择题