解:(1)a与b碰撞达到共速时弹簧被压缩至最短,弹性势能最大。设此时ab的速度为v,则由系统的动量守恒可得2mv0=3mv 由机械能守恒定律 解得: (2)当弹簧恢复原长时弹性势能为零,b开始离开弹簧,此时b的速度达到最大值,并以此速度在水平轨道上向前匀速运动。设此时a、b的速度分别为v1和v2,由动量守恒定律和机械能守恒定律可得 2mv0=2mv1+mv2
解得: 滑块b到达B时,根据牛顿第二定律有 解得N=5mg 根据牛顿第三定律滑块b在B点对轨道的压力N′=5mg,方向竖直向下 (3)设b恰能到达最高点C点,且在C点速度为vC,此时轨道对滑块的压力为零,滑块只受重力,由牛顿第二定律 解得 再假设b能够到达最高点C点,且在C点速度为vC",由机械能守恒定律可得: 解得vC"=0<。所以b不可能到达C点,假设不成立 |