分析 (1)物体B与C碰撞过程系统动量守恒,碰后B的速度减小,此后ABC整体动量守恒;当三个物体的速度相同时,弹簧压缩量最大,弹性势能最大.
(2)ABC整体动量守恒,先根据动量守恒守恒定律求解BC的速度,然后根据机械能守恒定律求解弹性势能.
解答 解:(1)由B、C碰撞瞬间,B、C的总动量守恒,选取向右为正方向,由动量守恒定律得:
mBv0=(mB+mC)v
代入数据解得 v=2m/s;
当三个物体速度相同时弹性势能最大,由动量守恒定律得:
mAv0+mBv0=(mA+mB+mC)v共
解得v共=3m/s
设最大弹性势能为Ep,由碰后系统的机械能守恒得:
Epm=($\frac{1}{2}$mAv02+$\frac{1}{2}$mBv2)-$\frac{1}{2}$(mA+mB+mC)v共2;
代入数据解得:弹性势能最大值为 Epm=12J
(2)以A、B、C三者组成的系统为研究对象,当A速度为零时,由动量守恒定律得:
mAv0+(mB+mC)v=(mB+mC)v′
解得:v′=4m/s,
由能量守恒定律得:$\frac{1}{2}$mAv02+$\frac{1}{2}$(mB+mC)v2=EP+$\frac{1}{2}$(mB+mC)v′2,
解得:EP=0;
答:
(1)弹性势能最大值为12J;
(2)当A的速度为零时,弹簧的弹性势能为0.
点评 本题考查了动量守恒定律与能量守恒定律的应用,应用动量守恒定律与能量守恒定律即可正确解题,分析清楚物体运动过程、正确选择研究对象是正确解题的关键.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | (F-mg)cosθ,沿斜壁向上 | B. | (F-mg)cosθ,沿斜壁向下 | ||
C. | μ(F-mg)cosθ,沿斜壁向上 | D. | μ(F-mg)cosθ,沿斜壁向下 |
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 乙一直比甲运动得快 | B. | 在第2s末乙追上甲 | ||
C. | 乙追上甲时距出发点40 m远 | D. | 前4s内甲、乙的平均速度不相等 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 速度先增大后减小,直到加速度等于零为止 | |
B. | 速度一直在增大,直到加速度等于零为止 | |
C. | 位移先增大,后减小,直到加速度等于零为止 | |
D. | 位移一直在增大,加速度等于零时位移也在增大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 匀加速直线运动中,加速度一定是正值 | |
B. | 匀减速直线运动中,加速度一定是负值 | |
C. | 在匀加速直线运动中,加速度也有可能取负值 | |
D. | 只有在规定了初速度方向为正方向的前提下,匀加速直线运动的加速度才取正值 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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