如图所示，光滑水平面上有A、B、C三个物块，质量分别为mA = 2.0kg，mB = 1.0kg，mC = 1.0kg．现用一轻弹簧将A、B两物块连接，并用力缓

题文

如图所示，光滑水平面上有A、B、C三个物块，质量分别为m_A = 2.0kg，m_B = 1.0kg，m_C = 1.0kg．现用一轻弹簧将A、B两物块连接，并用力缓慢压缩弹簧使A、B两物块靠近，此过程外力做108J的功（弹簧仍处于弹性限度内），然后同时释放A、B，弹簧开始逐渐变长，当弹簧刚好恢复原长时，C恰以4m/s的速度迎面与B发生碰撞并粘连在一起．求：
（1）弹簧刚好恢复原长时（B与C碰撞前）A和B物块速度的大小．
（2）当弹簧第二次被压缩时，弹簧具有的最大弹性势能．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）弹簧刚好恢复原长时，A和B物块速度的大小分别为υ_A、υ_B．
由动量守恒定律有：0 = m_Aυ_A - m_Bυ_B
此过程机械能守恒有：E_p =

m_Aυ

+

m_Bυ


又 E_p＝108J
解得：υ_A＝6m/s，υ_B = 12m/s，A的速度向右，B的速度向左．
（2）C与B碰撞时，C、B组成的系统动量守恒，设碰后B、C粘连时速度为υ′，则有：
m_Bυ_B -m_Cυ_C = （m_B+m_C）υ′， 代入数据得υ′ = 4m/s，方向向左．
此后A和B、C组成的系统动量守恒，机械能守恒，当弹簧第二次压缩最短时，弹簧具有的弹性势能最大，设为E_p′，且此时A与B、C三者有相同的速度，设为υ，由动量守恒有：m_Aυ_A -（m_B+m_C）υ′ = （m_A+m_B+m_C）υ，代入数据得υ = 1m/s，υ的方向向右．
由机械能守恒有：

m_Aυ

+

（m_B+m_C）υ^′2 = E_p′+

（m_A+m_B+m_C）υ²
代入数据得E′_p＝50J．

解析

略

考点

据考高分专家说，试题“如图所示，光滑水平面上有A、B、C三个物.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。

动量守恒定律

动量守恒定律：
1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、表达式：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁'+m₂v₂'。
3、动量守恒定律成立的条件：
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零；
②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计；
③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”：
①矢量性；②瞬时性；③相对性；④普适性。

动量守恒定律与机械能守恒定律的比较：

系统动量守恒的判断方法:

方法一：南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下：
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判断系统的动量是否守恒。
方法二：南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下：
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析，确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况，进而判定系统的动量是否守恒。