题目
如图所示,一质量为m的光滑弧形槽固定在光滑水平面上,弧形槽的高为h,一质量为m的物块B静止放在光滑水平面上O点,B上连一轻弹簧,现让一质量也为m的物块从弧形槽的顶端由静止下滑,问: (1)弹簧能获得的最大弹性势能多大? (2)若弧形槽不固定,则物块A滑下后,与弹簧相碰,弹簧获得的最大弹性势能又为多大?
答案:解析:(1)斜面体固定时,物块A沿光滑弧面下滑,机械能守恒 (1分) 物块A与弹簧相碰后,当AB两者有共同速度时,弹簧的弹性势能最大,根据动量守恒定律 (1分) 弹簧的最大弹性势能 (2分) (2)若弧形槽不是固定的,则物块下滑时,物块和弧形槽组成的系统水平方向动量守恒,设两物块刚分离时,弧形槽的速度大小为v3,物块的速度大小为v4, 则根据动量守恒 (1分) 根据机械能守恒 (1分) 解得 (1分) 当物块与弹簧相碰后,弹簧能获得的最大弹性势能为 (2分)