Question

如圖所示，在光滑水平地面上有一固定的擋板，擋板上固定一個(gè)輕彈簧�，F(xiàn)有一質(zhì)量，長(zhǎng)的小車(chē)（其中為小車(chē)的中點(diǎn)，部分粗糙，部分光滑），一質(zhì)量為的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），放在車(chē)的最左端，車(chē)和小物塊一起以的速度在水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)，車(chē)撞到擋板后瞬間速度變?yōu)榱�，但未與擋板粘連。已知車(chē)部分的長(zhǎng)度大于彈簧的自然長(zhǎng)度，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，小物塊與車(chē)部分之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，重力加速度。求：

（1）小物塊和彈簧相互作用的過(guò)程中，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能；

（2）小物塊和彈簧相互作用的過(guò)程中，彈簧對(duì)小物塊的沖量；

（3）小物塊最終停在小車(chē)上的位置距端多遠(yuǎn)。

 

Answer 1

【答案】

（1）2J（2），方向水平向左（3）1.5m

【解析】

試題分析：（1）對(duì)小物塊，有 

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 

由能量關(guān)系  

解得 

（2）設(shè)小物塊離開(kāi)彈簧時(shí)的速度為，有       

對(duì)小物塊，根據(jù)動(dòng)量定理          （2分）

由⑤⑥式并代入數(shù)據(jù)得    

彈簧對(duì)小物塊的沖量大小為，方向水平向左。      （2分）

（3）小物塊滑過(guò)點(diǎn)和小車(chē)相互作用，由動(dòng)量守恒  （2分）

由能量關(guān)系           （2分）

小物塊最終停在小車(chē)上距的距離       （2分）

 解得    （2分）

考點(diǎn)：此題考查了牛頓定律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理及能量守恒定律等知識(shí)點(diǎn)。