Question

【題目】兩物塊A、B用輕彈簧相連，質量均為2kg，初始時彈簧處于原長，A、B兩物塊都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上運動，質量4kg的物塊C靜止在前方，如圖所示．B與C碰撞后二者會粘在一起運動．求在以后的運動中：

（1）當彈簧的彈性勢能最大時，物塊A的速度為多大？

（2）系統中彈性勢能的最大值是多少？

Answer 1

【答案】（1）當彈簧的彈性勢能最大時，物塊A的速度為3m/s

（2）系統中彈性勢能的最大值是12J

【解析】試題分析：（1）B與C發生碰撞后，B的速度減小，BC一起向右運動．A物體沒有參加碰撞，速度不變，繼續向右運動，這樣彈簧被壓縮，當三者速度相同時，彈簧壓縮量最大，彈性勢能最大，根據動量守恒求出物體A的速度．（2）根據動量守恒求出BC碰撞后的共同速度．由機械能守恒求解彈性勢能的最大值．

（1）當A、B、C三者的速度相等時彈簧的彈性勢能最大．由A、B、C三者組成的系統動量守恒， ，解得

（2）B、C碰撞時B、C組成的系統動量守恒，

設碰后瞬間B、C兩者速度為，則，解得

設物塊A、B、C速度相同時彈簧的彈性勢能最大為，根據能量守恒

=