分析 (1)BC首先碰撞,粘在一起后再与A相互作用,当三者的速度相等时,AB间的距离最短,此时弹簧压缩量最大,此时弹簧的弹性势能最大,由动量守恒定律可求出此时三者的共同速度.
(2)BC碰撞时,有机械能的损失,当BC粘在一起后与A相互作用的过程中,不但动量守恒,机械能也守恒,结合能量守恒可求系统中弹性势能的最大值
解答 解:(1)当A、B、C三者的速度相等时,弹簧的弹性势能最大,设共同速度为vABC,取向右为正方向,由A、B、C三者组成的系统动量守恒得:
(mA+mB)v=(mA+mB+mC)vABC
解得:vABC=$\frac{(2+2)×6}{2+2+4}$=3m/s
(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒,设碰后瞬间B、C两者速度为vBC,则
mBv=(mB+mC)vBC
解得 vBC=$\frac{2×6}{2+4}$=2 m/s
设物ABC速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep,根据能量守恒得
Ep=$\frac{1}{2}$(mB+mC)vBC2+$\frac{1}{2}$mAv2-$\frac{1}{2}$(mA+mB+mC)vABC2
=$\frac{1}{2}$×(2+4)×22+$\frac{1}{2}$×2×62-$\frac{1}{2}$×(2+2+4)×32=12J
答:
(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度为3m/s.
(2)系统中弹性势能的最大值是12J.
点评 该题考查了应用动量守恒定律和机械能守恒动量解决问题,要注意动量守恒时,机械能不一定守恒.该题的关键就是B、C相互碰撞时动量守恒,但机械能不守恒,在BC粘在一起后再与A相互作用的过程中,不但动量守恒,机械能也守恒.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | $\frac{1}{2}$ | B. | $\frac{2}{3}$ | C. | $\frac{3}{4}$ | D. | $\frac{4}{5}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 船能到达正对岸 | |
B. | 此船渡河的时间可以为11s | |
C. | 若船始终垂直于河岸开出,渡河距离最短 | |
D. | 船渡河的最短距离为40m |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | v1=v2 | |
B. | t1=t2 | |
C. | 两物体在空中可能相遇 | |
D. | 两物体位于同一竖直线时,一定在AB中点的右侧 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 同位素具有相同的化学性质 | B. | 同位素具有相同的核子数 | ||
C. | 同位素具有相同的质子数 | D. | 同位素具有相同的中子数 |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
实验数据序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
外电压U外(V) | 2.15 | 2.01 | 1.84 | 1.65 | 1.61 | 1.53 | 1.46 | |
内电压U内(V) | 0 | 0.12 | 0.26 | 0.42 | 0.45 | 0.52 | 0.58 | |
内、外电压之和U总(V) | 2.15 | 2.13 | 2.10 | 2.08 | 2.07 | 2.06 | 2.05 | 2.04 |
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