如圖所示,質(zhì)量分別為m和2m的A、B兩個木塊間用輕彈簧相連,放在光滑水平面上,A緊靠豎直墻.用水平力向左推B,將彈簧壓縮,推到某位置靜止時推力大小為F0,彈簧的彈性勢能為E.在此位置突然撤去推力,下列說法中正確的是( 。
分析:抓住撤去瞬間彈簧的彈力不變,根據(jù)牛頓第二定律求出B的加速度大小,根據(jù)動量守恒定律的條件判斷動量是否守恒.結(jié)合動量守恒、機械能守恒求出彈簧的彈性勢能.
解答:A、推力F撤去前,彈簧的彈力等于F0,撤去F的瞬間,B的合力為F0,則B的加速度大小為a=
F0
2m
.故A正確.
B、撤去F后,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)受到墻壁的作用力,系統(tǒng)動量不守恒.故B錯誤.
D、B撤去F后,A離開豎直墻后,當兩物體速度相同時,彈簧伸長最長或壓縮最短,彈性勢能最大.
設(shè)兩物體相同速度為v,A離開墻時,B的速度為v0.根據(jù)動量守恒和機械能守恒得
2mv0=3mv,
E=
1
2
?3mv2+Ep

又E=
1
2
mv02

聯(lián)立解得彈簧的彈性勢能最大值為EP=
E
3
.故C錯誤,D正確.
故選AD.
點評:正確認識動量守恒條件和機械能守恒條件是解決本題的關(guān)鍵了.如果一個系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零,那么這個系統(tǒng)的總動量保持不變;系統(tǒng)只有重力或彈力做功為機械能守恒條件.
練習冊系列答案
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