如图所示,在光滑水平面上有均可视为质点的A、B、C三个弹性小球,其质量分别为mA=2m、mB=m、mC=3m,其中A、B

如图所示,在光滑水平面上有均可视为质点的A、B、C三个弹性小球,其质量分别为mA=2m、mB=m、mC=3m,其中A、B之间用一轻弹簧相连.开始时A、B、C都处于静止状态,弹簧处于原长,且C距离B足够远,现给A一个水平向右的初速度v0.当B达最大速度时恰好与C发生弹性碰撞,求:
①B达最大速度时,A和B的速度;
②B以最大速度与C相碰后,弹簧所具有的最大弹性势能Ep
鱼儿简单活 1年前 已收到1个回答 举报

人脑都是咋长的 幼苗

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解题思路:①以A、B组成的系统为研究对象,由动量守恒定律与能量守恒定律分析答题;
②由动量守恒定律与能量守恒定律可以求出弹簧的弹性势能.

①B与C碰撞前,A、B系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mAv0=mAmA+mBvB
B的速度最大时,弹簧处于原长,由能量守恒定律得:
[1/2]mAv02=[1/2]mAvA2+[1/2]mBvB2
联立得:vA=[1/3]v0,vB=[4/3]v0
②B、C碰撞过程动量守恒,以B的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mBvB=mBvB′+mCvC′,
由能量守恒定律得:[1/2]mBvB2=[1/2]mBvB2+[1/2]mCvC2
联立得:vB′=-[2/3]v0
A、B速度相等时,弹簧的弹性势能最大,以A的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mAvA+mBvB′=(mA+mB)v,
由能量守恒定律得:[1/2]mAvA2+[1/2]mBvB2=[1/2](mA+mB)v2+EP
联立得:EP=[1/3]mv0
答:①B达最大速度时,A和B的速度为:vA=[1/3]v0,vB=[4/3]v0
②B以最大速度与C相碰后,弹簧所具有的最大弹性势能[1/3]mv0

点评:
本题考点: 动量守恒定律;机械能守恒定律.

考点点评: 本题考查了求速度与弹簧 弹性势能问题,分析清楚物体运动过程、应用动量守恒定律、能量守恒定律即可正确解题.

1年前

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