题目
如图,在光滑水平面上放着质量分别为m和2m的A、B两个物块,现用外力缓慢向左推B使弹簧压缩,此过程中推力做功W.然后撤去外力,则( ) A.从开始到A离开墙面的过程中,墙对A的冲量为0 B.当A离开墙面时,B的动量大小为 C.A离开墙面后,A的最大速度为 D.A离开墙面后,弹簧的最大弹性势能为
答案:CD机械能守恒定律;动量定理. 【分析】根据冲量的定义判断墙对A的冲量是否为零,撤去力F后,B向右运动,弹簧弹力逐渐减小,当弹簧恢复原长时,A开始脱离墙面,这一过程机械能守恒. A离开墙壁后系统机械能守恒动量也守恒,故系统动能不可以为0,则弹簧弹性势能不可能与系统总机械能相等. 【解答】解:A、根据冲量的定义得从开始到A离开墙面的过程中,墙壁对A有弹力,所以墙对A的冲量不为0,故A错误 B、撤去力F后,B向右运动,弹簧弹力逐渐减小,当弹簧恢复原长时,A开始脱离墙面,这一过程机械能守恒,即满足: W=E=(2m)vB2 vB= B的动量大小为2,故B错误 C、当弹簧再次恢复原长时,A的速度最大,这一过程系统动量和机械能均守恒,有: 动量守恒:2mvB=mvA+2mv′B ①, 机械能守恒:W=m+×2mv′B2 ② 由①②解得:vA=,故C正确 D、B撤去F后,A离开竖直墙后,当两物体速度相同时,弹簧伸长最长或压缩最短,弹性势能最大. 设两物体相同速度为v,A离开墙时,B的速度为v0.根据动量守恒和机械能守恒得 2mvB=3mv, W=3mv2+EP 又W=×2m 联立得到,v= 弹簧的弹性势能最大值为EP=.故D正确 故选CD. 【点评】正确认识动量守恒条件和机械能守恒条件是解决本题的关键了.如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做;系统只有重力或弹力做功为机械能守恒条件.