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如图6-4-12所示,光滑轨道上,小车A、B用轻质弹簧连接,将弹簧压缩后用细绳系在A、B上,然后使A、B以速度v0沿轨道向右运动.运动中细绳突然断开,当弹簧第一次恢复到自然长度

网友投稿  2022-11-16 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图6-4-12所示,光滑轨道上,小车A、B用轻质弹簧连接,将弹簧压缩后用细绳系在A、B上,然后使A、B以速度v0沿轨道向右运动.运动中细绳突然断开,当弹簧第一次恢复到自然长度时,A的速度刚好为0,已知A、B的质量分别为mA、mB,且mA<mB.
求:

图6-4-12
(1)被压缩的弹簧具有的弹性势能Ep.
(2)试定量分析、讨论在以后的运动过程中,小车B有无速度为0的时刻.

◎ 答案

(1)v02
(2)小车B没有速度为零的时刻

◎ 解析

(1)设弹簧第一次恢复到自然长度时B的速度为vB,以A、B弹簧为系统动量守恒
(mA+mB)v0=mB·vB                                                            ①
机械能守恒
(mA+mB)v02+Ep=mB·vB2                                                ②
由①②解出
Ep=v02.                                                        ③
(2)设以后运动过程中B的速度为0时,A的速度为vA,此时弹簧的弹性势能为Ep′.由动量守恒得(mA+mB)v0=mA·vA                                                  ④
由机械能守恒有
(mA+mB)v02+Ep=mAvA2+Ep′                                            ⑤
由④⑤有
Ep′=v02-v02
因mA<mB,所以Ep′<0
弹性势能小于0是不可能的,所以B的速度没有等于0的时刻.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图6-4-12所示,光滑轨道上,小车A、B用轻质弹簧连接,将弹簧压缩后用细绳系在A、B上,然后使A、B以速度v0沿轨道向右运动.运动中细绳突然断开,当弹簧第一次恢复到自然长度…”主要考查了你对  【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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