(2006•东城区一模)如图所示,物体A、B由轻弹簧相连接,放在光滑的水平面上,物体A的质量大于物体B的质量.物体B左侧

(2006•东城区一模)如图所示,物体A、B由轻弹簧相连接,放在光滑的水平面上,物体A的质量大于物体B的质量.物体B左侧与竖直墙壁相接触,弹簧被压缩,具有弹性势能为E.释放后物体A向右运动,并带动物体B离开左侧墙壁.物体B离开墙壁后,对于A、B和弹簧组成的系统,在向右运动的过程中,下列说法:①弹簧伸长最大时的弹性势能等于弹簧压缩最大时的弹性势能;②弹簧伸长最大时的弹性势能小于弹簧压缩最大时的弹性势能;③物体B的最大动能等于E;④物体B的最大动能小于E.其中正确的是(  )
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
songnt 1年前 已收到1个回答 举报

松林清风 幼苗

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解题思路:物体B离开墙壁后,A、B和弹簧系统机械能守恒,动量也守恒,当两物体速度相同时,弹簧最长或者最短.

①设物体B离开墙壁的瞬间A的速度为v,则根据系统的机械能守恒得:
E=[1/2mAv2
物体B离开墙壁后,系统的动量守恒,当弹簧伸长最大时和压缩最大时,两物体的速度相等,则
mAv=(mA+mB)v′,则知两种状态下,A、B共同速度相同,动能相同,则根据机械能守恒知,弹簧伸长最大时的弹性势能等于弹簧压缩最大时的弹性势能.故①正确,②错误.
③、④弹簧从B离开墙壁到第一次恢复原长的过程,B一直加速,弹簧第一次恢复原长时B的速度最大.
设此时A、B的速度分别为vA、vB
根据动量守恒和机械能守恒得:
mAv=mAvA+mBvB

1
2mAv2=
1
2mA
v2A]+[1/2mB
v2B]
解得,vB=
2mA
mA+mBv
物体B的最大动能为EkB=[1/2mB
v2B]=[1/2mB(
2mA
mA+mB)2v2=
1
2]mAv2•
4mAmB
(mA+mB)2=
4mAmB
(mA+mB)2E
由题知:mA>mB,EkB<E.故③错误,④正确.
故选B

点评:
本题考点: 动能和势能的相互转化.

考点点评: 本题关键分析清楚两个物体和弹簧系统的运动规律,还要结合机械能守恒定律和动量守恒定律分析,较难.

1年前

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