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如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点,质量均为m,Q与轻质弹簧相连.设Q静止,P以某一初速度v0向Q运动并与弹簧发生碰撞,在压缩弹簧的整个碰撞过程中,求:

网友投稿  2022-11-10 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点,质量均为m,Q与轻质弹簧相连.设Q静止,P以某一初速度v0向Q运动并与弹簧发生碰撞,在压缩弹簧的整个碰撞过程中,求:
(1)当弹簧压缩最短时Q的速度为多大?
(2)弹簧具有的最大弹性势能等于多少?
魔方格

◎ 答案

(1)P、Q通过弹簧发生碰撞,当两滑块速度相等时,弹簧压缩到最短,弹性势能最大,设此时共同速度为v,对P、Q(包括弹簧)组成的系统,由动量守恒定律有:
mv0=(m+m)v
解得:v=
m
m+m
v0=
1
2
v0

(2)在压缩弹簧的过程中,系统中只有弹簧弹力做功,系统满足机械能守恒条件即系统机械能守恒
所以弹簧增加的弹性势能等于系统减少的动能
即:Epm=
1
2
mv02-
1
2
(m+m)v2

代入v=
v0
2
可得:
Epm=
1
4
mv02

答:(1)当弹簧压缩最短时Q的速度为
v0
2

(2)弹簧具有的最大弹性势能等于
1
4
m
v20

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点,质量均为m,Q与轻质弹簧相连.设Q静止,P以某一初速度v0向Q运动并与弹簧发生碰撞,在压缩弹簧的整个碰撞过程中,求:…”主要考查了你对  【机械能守恒定律】,【动量守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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