如图所示,轻质*簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m的物体A相连,A放在光滑水平面上,有一质量与A相同的物体B...
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如图所示,轻质*簧的一端固定在墙上,另一端与质量为m的物体A相连,A放在光滑水平面上,有一质量与A相同的物体B,从高h处由静止开始沿光滑曲面滑下,与A相碰后一起将*簧压缩,*簧复原过程中某时刻B与A分开且沿原曲面上升.下列说法正确的是( )
A.*簧被压缩时所具有的最大**势能为mgh
B.*簧被压缩时所具有的最大**势能为mgh
C.B能达到的最大高度为2h
D.B能达到的最大高度为4h
【回答】
B动能定理的应用;功能关系.
【分析】B从轨道上下滑过程,只有重力做功,B的机械能守恒.运用机械能守恒定律可求得B与A碰撞前的速度.两个物体碰撞过程动量守恒,即可求得碰后的共同速度.碰后共同体压缩*簧,当速度为零,*簧的压缩量最大,**势能最大,根据系统的机械能守恒求得最大的**势能.当*簧再次恢复原长时,A与B将分开,根据机械能守恒求得B能达到的最大高度.
【解答】解:AB、对B下滑过程,据机械能守恒定律得:mgh=,则得,B刚到达水平地面时的速度 v0=.
B与A碰撞过程,以A、B组成的系统为研究对象,取向右为正方向,根据动量守恒定律可得:
mv0=2mv,得A与B碰撞后的共同速度为 v=v0,所以*簧被压缩时所具有的最大**势能为 Epm=•2mv2=mgh,故A错误,B正确;
CD、当*簧再次恢复原长时,A与B将分开,B以v的速度沿斜面上滑,根据机械能守恒定律可得 mgh′=mv2,解得,B能达到的最大高度为 h′=,故CD错误.
故选:B
知识点:机械能守恒定律单元测试
题型:选择题
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