分析 (1)在弹簧恢复过程中,A、B组成的系统动量守恒,且减少的弹性势能完全转化为两物体的动能.由动量守恒定律和机械能守恒定律列出两组方程,从而求出A、B物体获得的速度大小.
(2)在C与B碰撞后弹簧被压缩时时,AB、C、弹簧组成的系统动量守恒,系统的机械能守恒,由这两个守恒定律可列出两组方程,同样可求出弹簧弹性势能的最大值.
解答 解:(1)弹簧刚好恢复原长时,A和B物块速度的大小分别为υA、υB.取向右为正方向,由动量守恒定律有:0=mAυA-mBυB
此过程机械能守恒有:Ep=$\frac{1}{2}$mAυA2+$\frac{1}{2}$mBυB2
代入Ep=108J,mA=2.0kg,mB=1.0kg,解得:υA=6m/s,υB=12m/s,A的速度向右,B的速度向左.
(2)C与B碰撞时,C、B组成的系统动量守恒,设碰后B、C粘连时速度为υ′,取向左为正方向,由动量守恒定律有:
mBυB-mCυC=(mB+mC)υ′
代入数据得 υ′=4m/s,υ′的方向向左.
此后A和B、C、弹簧组成的系统动量守恒,机械能也守恒,当弹簧再次被压缩最短时,弹簧具有的弹性势能最大,设为Ep′,且此时A与B、C三者有相同的速度,设为υ,取向右为正方向,由动量守恒定律有:mAυA-(mB+mC)υ′=(mA+mB+mC)υ
代入数据得 υ=1m/s,υ的方向向右.?
由机械能守恒有:$\frac{1}{2}$mAυA2+$\frac{1}{2}$(mB+mC)υ′2=Ep′+$\frac{1}{2}$(mA+mB+mC)υ2,
代入数据得 E′p=50J.
答:
(1)在C与B碰撞前,A的速度为6m/s,B物块速度大小12m/s.
(2)在C与B碰撞后弹簧被压缩时弹簧弹性势能的最大值是50J.
点评 本题的关键是要正确分析物理过程,抓住释放弹簧的过程A、B、弹簧组成的系统遵守动量守恒定律和机械能守恒定律.明确碰撞的基本规律:动量守恒定律.知道AB再次压缩弹簧时,系统仍遵守动量守恒定律和机械能守恒定律.
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. | 电压表示数为22V | |
B. | 当开关S闭合后,电压表示数变小 | |
C. | 当开关S闭合后,变压器的输出功率增大 | |
D. | 当开关S闭合后,电流表示数变小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 一定有感应电流 | B. | 一定没有感应电流 | ||
C. | 可能有也可能没有感应电流 | D. | 无法确定 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左 | |
B. | 导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压U=BLv0 | |
C. | 导体棒开始运动后速度第一次为零时,弹簧的弹性势能Ep=$\frac{1}{2}$m${{v}_{0}}^{2}$ | |
D. | 导体棒最终会停在初始位置,在导体棒整个运动过程中,电阻R上产生的焦耳热为$\frac{3}{8}mv_0^2$ |
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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:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 在运动过程中拉力的大小不断变化 | |
B. | 棒通过整个圆环所用的时间为 $\sqrt{\frac{2R}{a}}$ | |
C. | 棒经过环心时流过棒的电流为 $\frac{B\sqrt{2aR}}{πr}$ | |
D. | 棒经过环心时所受安培力的大小为 $\frac{8{B}^{2}R\sqrt{2aR}}{πr}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 物体b的线速度比物体a的线速度小 | |
B. | 物体a、b所受合力都指向地心 | |
C. | 物体a、b的角速度一样大 | |
D. | 物体b的向心加速度比物体a向心加速度小 |
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