根据动量守恒得(m1+m2) v0=m1 v1,
求出v1代入上式得:
解得
(2)假设在以后的运动中滑块B可以出现速度为0的时刻,并设此时A的速度为v1,弹簧的弹性势能为Ep’,由机械能守恒定律得
解得
由于只有弹簧的弹力做功,系统的机械能守恒
解析:(1)当弹簧处压缩状态时,系统的机械能等于两滑块的动能和弹簧的弹性势能之和,当弹簧伸长到自然长度时,弹性势能为0,因这时滑块A的速度为0,故系统的机械能等于滑块B的动能。设这时滑块B的速度为v,则有。
因系统所受外力为0,由动量守恒定律
(m1+m2)v0=m2 v
例2如图5-8所示,滑块A、B的质量分别为m1与m2,m1<m2,由轻质弹簧相连接置于水平的气垫导轨上,用一轻绳把两滑块拉至最近,使弹簧处于最大压缩状态后绑紧。两滑块一起以恒定的速率v0向右滑动。突然轻绳断开,当弹簧伸至本身的自然长度时,滑块A的速度正好为0。求:
(1)绳断开到第一次恢复自然长度的过程中弹簧释放的弹性势能Ep;
(2)在以后的运动过程中,滑块B是否会有速度为0的时刻?试通过定量分析证明你的结论.
1. 动量守恒和机械能守恒的应用
解得
反思: “带弹簧的木板与滑块”模型,分为三个过程:A物体下滑过程,遵循机械能守恒或动能定理求解;A物体碰撞B物体过程,由于内力远大于外力,遵循动量守恒定律;A、B整体压缩弹簧的过程,又遵循能量守恒定律(摩擦力做功,机械能不守恒),分清物理过程,正确应用物理规律建立方程,是解决这类问题的关键。
五、能力突破
根据能量守恒定律得
A、B克服摩擦力所做的功 W=
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