Question

【题目】如图所示，静止在光滑水平面上的木板A，右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连，木板质量M=3 kg。质量m=1 kg的铁块B以水平速度v0=4 m/s从木板的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的左端。在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为多少？

Answer 1

【答案】3J

【解析】

由题意可知铁块压缩弹簧过程中，以弹簧木板和铁块为系统动量守恒，当木板和铁块速度相等时弹簧具有最大弹性势能，设木板与铁块间摩擦力为Ff，木板长L，共同速度为v，以水平向右为正方向；故根据能量守恒定律和动量守恒定律有：

又因为铁块最后恰好停在木板的左端，故根据能量守恒有：

联立以上各式代入数据解得：Ep=3J。

答：弹簧具有的最大弹性势能为3J。