题目
如图所示,一轻质弹簧两端各连一质量为m的滑块A和B,两滑块都置于光滑的水平面上。今有质量为m/4的子弹以水平速度v0射入A中不再穿出,试分析弹簧在什么状态下滑块B具有最大动能,其值是多少?
答案:解:子弹与A碰撞时,因碰撞时间极短,且A用弹簧与B相连,故可认为此时刻B未参与此过程,则子弹与A组成的系统动量守恒。设碰撞子弹与A的共同速度为vA,则有(m/4)v0=(m+m/4)vA 2分 解得vA=v0/5。 1分 此后,弹簧被压缩,B被加速,显然当弹簧再次恢复原长时,弹簧的弹性势能为零,B有最大速度vBm,即有最大动能EkBm。在此过程并以速度vA运动的滑块A与静止滑块B发生弹性碰撞,应用弹性正碰的结论,立刻得到: vBm=·=v0。 4分 EkBm=m(v0)2=mv 2分 (列动量守恒和动能守恒联立方程求解更好)