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  • 一輕質(zhì)彈簧,兩端連接兩滑塊A和B,已知mA=0.99kg,mB=3kg,放在光滑水平桌面上,開始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng).現(xiàn)滑塊A被水平飛來的質(zhì)量為mC=10g,速度為400m/s的子彈擊中,且沒有穿出,如圖所示,試

    一輕質(zhì)彈簧,兩端連接兩滑塊A和B,已知mA=0.99kg,mB=3kg,放在光滑水平桌面上,開始時(shí)彈簧處于原長(zhǎng).現(xiàn)滑塊A被水平飛來的質(zhì)量為mC=10g,速度為400m/s的子彈擊中,且沒有穿出,如圖所示,試求:

    (1)子彈擊中A的瞬間A和B的速度
    (2)以后運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能
    (3)B可獲得的最大動(dòng)能.
    物理人氣:851 ℃時(shí)間:2019-11-09 04:56:46
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)子彈擊中滑塊A的過程,子彈與滑塊A組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒有:
    mCv0=(mC+mA)vA
     解得:vA=4m/s
    子彈與A作用過程時(shí)間極短,B沒有參與,速度仍為零,故:vb=0.
    故子彈擊中A的瞬間A和B的速度分別為:vA=4m/s,vb=0.
    (2)對(duì)子彈、滑塊A、B和彈簧組成的系統(tǒng),A、B速度相等時(shí)彈性勢(shì)能最大.
    根據(jù)動(dòng)量守恒定律和功能關(guān)系可得:
    mCv0=(mC+mA+mB)v
    由此解得:v=1m/s
    根據(jù)功能關(guān)系可得:
    EP
    1
    2
    (mC+mA)vA2?
    1
    2
    (mC+mA+mB)v2
    =6 J  
    故彈簧的最大彈性勢(shì)能為6J.
    (3)設(shè)B動(dòng)能最大時(shí)的速度為vB′,A的速度為vA′,則
    (mC+mA)vA=(mC+mA)vA′+mBvB
    當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),B的動(dòng)能最大,根據(jù)功能關(guān)系有:
    1
    2
    (mC+mA)
    v2A
    =
    1
    2
    (mC+mA)
    v′A
    2
    +
    1
    2
    mB
    v′B
    2

    解得:
    v′B
    8(mC+mA
    (mC+mA)+mB
    =2m/s
    B獲得的最大動(dòng)能:
    EKB
    1
    2
    mB 
    v′B
    2
    =6
    J.
    故B可獲得的最大動(dòng)能為:EKB=6J.
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