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    如图所示，质量M为4 kg的平板小车静止在光滑的水平面上，小车左端放一质量为1 kg的木块，车的右端固定一个轻质弹簧，现给木块一个水平向右的10 N·s的瞬间冲量，木块便沿车向右滑行，在与弹簧相碰后又沿原路返回，并恰好能达到小车的左端，求：

    (1)弹簧被压缩到最短时平板车的速度v；

    (2)木块返回小车左端时的动能EK；

    (3)弹簧获得的最大弹性势能Epm．

    答案：
    解析：

    　　解析：木块和小车构成的系统水平方向动量守恒．木块与弹簧碰后相对小车向左运动，当木块相对小车静止时，木块相对小车到达左边最远点．木块往返过程中克服摩擦力做功可由损失的机械能解得．

    　　(1)设木块的初速度为v0，由动量定理有：I＝mv0，得，v0＝10 m/s(方向向右)

    　　当弹簧被压缩到最短时，木块和小车速度相等．

    　　对于木块和小车构成的系统，水平方向动量守恒．

    　　所以有：mv0＝(M＋m)v，解得v＝2 m/s(向右)

    　　(2)木块与弹簧碰后相对小车向左运动，当木块相对小车静止时，木块相对小车到达左边最远点．因此木块恰能到小车的左端时，两者同速．由动量守恒可知此时v块＝v车＝2 m/s．木块的动能EK＝mv2＝2 J．

    　　(3)木块往返过程中克服摩擦力做功，系统损失的机械能为

    　　ΔE＝mv02－(M＋m)v2＝40 J．

    　　考虑木块开始运动到弹簧压缩到最短的过程，系统克服摩擦力做功损失的机械能为ΔE＝20 J．对这个过程由能量转化与守恒定律有：mv02＝(M＋m)v2＋ΔE＋Epm，解得弹簧压缩到最短时获得的最大弹性势能Epm＝20 J．


    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，质量M为4.0kg的木板A放在水平面C上，木板与水平面间的动摩擦因数μ为0.24，木板右端放着质量m为1.0kg的小物块B（视为质点），它们均处于静止状态．木板突然受到水平向右的12N?s的瞬时冲量I作用开始运动，当小物块滑离木板时，木板的动能为8.0J，小物块的动能为0.50J，重力加速度取10m/s2，求
    （1）瞬时冲量作用结束时木板的速度v0；
    （2）A与B间的摩擦力
    （3）木板的位移s
    （4）木板的长度L．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，质量mA为4.0 kg的木板A放在水平面C上，木板与水平面间的动摩擦因数μ为0.24，木板左端放着质量mB为1.0 kg的小物块B（视为质点），它们均处于静止状态.木板突然受到水平向右的12 N·s的瞬时冲量I作用开始运动，当小物块滑离木板时，木板的动能EkA为8.0 J，小物块的动能EkB为0.50 J，重力加速度取10 m/s2.求：

    （1）瞬时冲量作用结束时木板的速度v0；

    （2）木板的长度L.

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    ［物理——选修3-5］（15分）

       （1）（5分）月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3（ He）”的化学元素。科学家初步估计月球上至少有100万吨“氦3”，如果相关技术开发成功，将能为地球带来取之不尽的能源。关于“氦3（He）”核与氘核的反应，下列说法中正确的是         

                  A．核反应方程式为He＋H→He＋H

                  B．核反应生成物的质量将大于参加反应物的质量

                  C．“氦3（He）”一个核子的结合能大于“氦4（He）”一个核子的结合能

                  D．“氦3（He）”的原子核与一个氘核发生裂变将放出能量

       （2）（10分）如图所示，质量M ＝4 kg的滑板B静止放在光滑水平面上，其右端固定一根轻质弹簧，弹簧的自由端C到滑板左端的距离L＝0．5m，这段滑板与木块A（可视为质点）之间的动摩擦因数μ＝0．2，而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑．小木块A 以速度v0＝10 m/s由滑板B左端开始沿滑板B表面向右运动．已知木块A的质量m＝1kg，g取10 m/s2．

              求：①弹簧被压缩到最短时木块A的速度；

              ②木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能．

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    科目：高中物理 来源：专项题 题型：计算题

    如图所示，质量m=0.4 kg的可以看做质点的滑块P在水平恒力F的作用下，沿水平面从A点由静止开始向B点运动，到达B点时立即撤去力F，滑块P随即冲上带有半径R=5 cm的光滑圆弧面的滑块Q。滑块Q固定在水平面上，它的圆弧面CD与水平面AB相切于B点。已知A、B的间距L=0.5 m，水平面与滑块P之间的动摩擦因数μ=0.2，g取10 m/s2。
    (1)若滑块P恰好能冲到滑块Q的最高点D，那么滑块P到达B点时的速度vB为多少？
    (2)若力F=1.8 N，那么滑块P最多能到达距D点多高的地方？ 在它下落后，滑块P最终将停在距B点多远的地方？

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