题文
一轻质弹簧,两端各连质量均为m的滑块A和B.静止在光滑水平面上,滑块A被水平飞来的质量为
、速度为v0的子弹击中且没有穿出,如图16-3-7所示,求:
图16-3-7
(1)击中瞬间,A和B的速度分别为多大?
(2)以后运动过程中弹簧的最大弹性势能为多少?
题型:未知 难度:其他题型
答案
解析
子弹击中A的瞬间,时间极短,弹簧弹力的冲量不计(弹簧压缩量不计),子弹和木块A组成的系统动量守恒,机械能不守恒(因子弹和木块间有摩擦力).
子弹射入木块后,木块A以获得的速度向右运动,弹簧被压缩,A、B分别受到方向相反的弹力作用,A做减速运动,B做加速运动,在两者速度达到相等前,因vA>vB,所以弹簧一直被压缩,在两者速度相等后,两木块受力方向仍不变,所以A机械能减速,B继续加速,则vA<vB,故在相等时间内A向右位移小于B向右位移,弹簧逐渐由被压缩变为被拉伸,所以速度再次相等时,弹簧形变量最大,弹性势能最大.在此过程中,子弹和A、B组成系统,所受合外力为零,系统内只有弹力做功,所以系统动量、机械能守恒.
(1)子弹和A组成的系统动量守恒
v0=(
+m)vA,所以vA=
,因不考虑弹簧压缩量,故vB=0.
(2)子弹和A、B组成的系统动量守恒
vA=(
+m)vAB
系统的机械能守恒
×
mvA2=
(
+m)vAB2+Epm
联立以上两式可解得Epm=
考点
据考高分专家说,试题“一轻质弹簧,两端各连质量均为m的滑块A和.....”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。





