Question

如圖所示，質量為6kg的小球A與質量為3kg的小球B用輕彈簧相連，在光滑的水平面上以速度v_o向左勻速運動。在A球與左側墻壁碰撞后兩球繼續運動的過程中，彈簧的最大彈性勢能為4J。已知A球與左墻壁碰撞過程無機械能損失，試求v_o的大小。

Answer 1

解：由于球與左墻壁碰撞過程無機械能損失，所以球與左側墻壁碰撞后的速度大小仍為，方向水平向右，如圖甲所示。              ①  

由題意分析可知，在球與左側墻壁碰撞后兩球繼續運動的過程中，當、小球的速度相等時（設大小為，如圖乙所示），彈簧的彈性勢能最大。     ②
對于、小球和彈簧組成的系統，從甲圖到乙圖過程中，由動量守恒定律得：                ③
由機械能守恒得：
        ④
由③、④解得：
               ⑤
評分標準：本題9分. ①、②式各1分，③、④式各2分，⑤式3分。
本題考查了動量守恒知識以及機械能守恒，由于球與左墻壁碰撞過程無機械能損失，所以球與左側墻壁碰撞后的速度大小仍為，方向水平向右。
由題意分析可知，在球與左側墻壁碰撞后兩球繼續運動的過程中，當、小球的速度相等時（設大小為，如圖乙所示），彈簧的彈性勢能最大。對于、小球和彈簧組成的系統，從甲圖到乙圖過程中，由動量守恒定律以及機械能守恒小球碰撞后速度。