如圖所示,光滑的水平面上,用彈簧相連的質(zhì)量均為2kg的a、b兩物塊都以v
0=6m/s的速度向右運動,彈簧處于原長,質(zhì)量為4kg的物塊C靜止在正前方,如圖所示.b與c碰撞后二者粘在一起運動,在以后的運動中,
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/d53f8794a4c27d1efa87a97518d5ad6edcc438d9.jpg)
(1)彈簧最短時a的速度是多少?
(2)彈簧的彈性勢能最大為多少?
(3)物塊a的最小速度是多少?
(1)由b、C碰撞瞬間,b、C的總動量守恒,選向右的方向為正,由動量守恒定律得:
m
bv
0=(m
b+m
C)v
代入數(shù)據(jù)解得:v=
=
m/s=2m/s;
(2)三個物體速度相同時彈簧的彈性勢能最大,選向右的方向為正,對三個物體組成的系統(tǒng),由動量守恒定律得:
m
av
0+m
bv
0=(m
a+m
b+m
C)v
共,
代入數(shù)據(jù)解得:v
共=
=
m/s=3m/s
設(shè)最大彈性勢能為E
p,由機械能守恒得:E
p=
ma+
(m
b+m
C)v
2-
(m
a+m
b+m
C)
代入數(shù)據(jù)解得:E
P=[
×2×62+
×(2+4)×22-
×(2+2+4)×32]J=12J
(3)bC碰撞后,彈簧開始壓縮,a受到向左的彈力做減速運動,彈簧恢復(fù)原長時,a的速度最?。?br>根據(jù)三個物體組成的系統(tǒng)的動量守恒和機械能守恒得:
m
av
0+m
bv
0=m
av
a+(m
b+m
C)v
bc,
ma+
(m
b+m
C)v
2=
ma+
(m
b+m
C)
代入解得,v
a=0
答:(1)彈簧最短時a的速度是3m/s.(2)彈簧的彈性勢能最大為12J.(3)物塊a的最小速度是0.