如图所示,小球C在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它左边有一垂直于轨道的固定挡板,右边有两个小球A和B用处于...
问题详情:
如图所示,小球C在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它左边有一垂直于轨道的固定挡板,右边有两个小球A和B用处于原长的轻质*簧相连,以相同的速度v0向C球运动,C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在A和D继续向左运动的过程中,当*簧长度变到最短时,长度突然被第一次锁定不能伸长但还能继续被压缩。然后D与挡板P发生**碰撞,而A的速度不变。过一段时间,*簧被继续压缩到最短后第二次锁定。已知A、B、C三球的质量均为m。求:
(1)*簧长度第一次被锁定后A球的速度;
(2)*簧长度第二次被锁定后的最大**势能。
【回答】
(1);(2)
【解析】
(1)设C球与B球粘结成D时,D的速度为v1,由动量守恒定律可得
解得
当*簧压至最短时,D与A的速度相等,设此速度为v2,由动量守恒,有
解得A的速度
(2)设*簧长度第一次被锁定后,储存在*簧中的势能为Ep1。由能量守恒得
解得
撞击P后,D的速度大小不变,仍为,方向向右;A的速度大小和方向均不变。然后D与A继续相互作用,设当*簧压缩到最短时,A与D的速度为v3,根据动量守恒定律可得
解得
**势能的增加量为
*簧长度第二次被锁定后的最大**势能
知识点:实验:验*动量守恒定律
题型:解答题
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