如圖所示,一輕質彈簧兩端連著物體A和B,放在光滑的水平面上,物體A被水平速度為v0的子彈擊中,子彈嵌在其中,已知A的質量是B的質量的,子彈的質量是B的質量的,求:

(1)A物體獲得的最大速度;

(2)彈簧壓縮量最大時B物體的速度.

答案:
解析:

  解析:本題所研究的情況可分為兩個物理過程:一是子彈射入A的過程(從子彈開始射入A到它們獲得相同的速度).這一過程時間很短,物體A的位移可忽略不計,故彈簧沒有形變,B沒有受到彈簧的作用,其運動狀態(tài)沒有變化,所以這個過程中僅是子彈和A發(fā)生相互作用(碰撞).二是A(包括子彈)以v1的速度開始壓縮彈簧.在這一過程中,A(包括子彈)向右做減速運動,B向右做加速運動,A(包括子彈)的速度大于B的速度時,它們間的距離縮短,彈簧的壓縮量增大;當A(包括子彈)的速度小于B的速度時,它們間的距離會增大,即彈簧開始伸長,所以當A(包括子彈)和B的速度相同時,彈簧被壓縮到最短,此過程動量守恒,但機械能不守恒.

  子彈射入A的過程:由動量守恒可知:mv0=(m+ma)v1,則子彈和A獲得的共同速度為v1

  A(包括子彈)以v1的速度開始壓縮彈簧的過程:由動量守恒可知:(m+mA)v1=(m+mA+mB)v2

  v2


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(1)滑塊A與滑塊B碰撞結束瞬間的速度;
(2)被壓縮彈簧的最大彈性勢能;
(3)滑塊C地點與桌面邊緣的水平距離.

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