题目

如图所示，质量为M的平板小车静止在光滑的水平地面上，小车左端放一个质量为m的木块，车的右端固定一个轻质弹簧．现给木块一个水平向右的初速度v0 ， 木块便沿小车向右滑行，在与弹簧相碰后又沿原路返回，并且恰好能到达小车的最左端．试求： （1） 木块返回到小车最左端时小车的动能； （2） 弹簧获得的最大弹性势能． 答案： 解：选小车和木块整体为研究对象，由于m受到冲量I之后系统水平方向不受外力作用，系统动量守恒，设系统的末速度为v，则mv0=（M+m）v小车的动能为Ek= 12 Mv2= Mm2v022(M+m)2 解：根据动量定理得，I=mv0，则木块的初速度 v0=Im ，当弹簧具有最大弹性势能Ep时，小车和木块具有共同速度，即为v．设木块从小车左端运动到弹簧弹性势能最大的过程中，摩擦生热Wf，在此过程中，由能量守恒得12 mv02=Ep+Wf+ 12 （M+m）v2当木板返回到小车左端时，由能量守恒得12 m（v0）2=2Wf+ 12 （M+m）（v）2联立得Ep= Mmv024(M+m)

查看本题答案和解析