(2014•南昌模拟)一宇航员在国际空间站内做了如下实验:选取两个质量分别为mA=0.1kg、mB=0.2kg的小球A、

(2014•南昌模拟)一宇航员在国际空间站内做了如下实验:选取两个质量分别为mA=0.1kg、mB=0.2kg的小球A、B和一根轻质短弹簧,弹簧的一端与小球A粘连,处于锁定状态,一起以速度vo=0.1m/s做匀速直线运动.如图所示,经过一段时间后,突然解除锁定(解除锁定时没有机械能损失),两球仍然沿直线运动,从弹簧与小球B刚刚分离开始计时,经过时间t=3.0s,两球之间的距离增加了s=2.7m,求:
①弹簧与小球B刚刚分离时两小球的速度分别为多大;
②原先弹簧锁定时的弹性势能Ep
scgaqfx 1年前 已收到1个回答 举报

Posion__ 种子

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解题思路:从受力上判断弹簧和B球分离的过程中动量守恒,分离后A球的速度大于B球的速度,所以距离会增加;分析AB两球的相对运动的关系,列出相对位移的式子;弹簧和B球分离的过程中,弹簧的弹性势能转化为球的动能;从这三方面列式,就可求出弹簧被锁定时的弹性势能Ep

①取A、B为系统,由动量守恒得:(mA+mB)v0=mAvA+mBvB…①
根据题意得:s=(vA-vB)t…②
由①②两式联立得vA=0.7m/s,vB=-0.2m/s;
②由机械能守恒得:EP+[1/2](mA+mB)v02=[1/2]mAvA2+[1/2]mBvB2
解得:EP=0.027J.
答:①弹簧与小球B刚刚分离时两小球的速度分别为0.7m/s和0.2m/s;
②弹簧被锁定时的弹性势能为0.027J.

点评:
本题考点: 动量守恒定律;弹性势能.

考点点评: 此题的关键是分析B球和弹簧分离后两球的相对运动的位移、相对速度,从而列出相对位移和相对速度的关系式,再结合动量守恒和能量的转化和守恒进行解答.

1年前

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