如图所示，光滑水平面上的木板右端，有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连，木板质量M=3.0kg。质量m=1.0kg的铁块以水平速度=4.0m/s，从木板的左端沿板

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如图所示，光滑水平面上的木板右端，有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连，木板质量M=3.0kg。质量m=1.0kg的铁块以水平速度

=4.0m/s，从木板的左端沿板面向右滑行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的左端．则在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为

A．３.0J

B．4.0J

C．6.0J

D．20J

答案

解析

试题分析：据题意，当m向右运动过程中，由于摩擦力作用，m做减速运动，M做加速运动，压缩弹簧过程也是由于弹力作用，继续类似运动，知道两者速度相等时，弹簧压缩到最短，设此时速度为v₁，据动量守恒定律有：

，计算得：

，此后m在弹力作用下减速运动M加速运动，离开弹簧后在摩擦力作用下，m做加速运动而M作减速运动，知道两者速度相等时相等静止，设此时速度为v₂，据动量守恒定律有：

，计算得：

，则m从左端运动到把弹簧压缩到最短过程中有据能量守恒定律有：

，m从左端运动到再次回到左端过程中据能量守恒定律有：

，最后计算得最大弹性势能为3J，则A选项正确。

举一反三

（9分）如图所示，光滑水平面上一质量为M、长为L的木板右端靠竖直墙壁。质量为m的小滑块（可视为质点）以水平速度v₀滑上木板的左端，滑到木板的右端时速度恰好为零。

①求小滑块与木板间的摩擦力大小；
②现小滑块以某一速度v滑上木板的左端，滑到木板的右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞，然后向左运动，刚好能够滑到时木板左端而不从木板上落下，试求

的值

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（9分）如图所示，在光滑水平轨道上，静止着三个质量均为m＝2kg的相同小球A、B、C，现让A球以v₀＝2m/s的速度向B球运动，A、B两球碰撞后沾合在一起不再分离，两球继续向右运动并跟C球碰撞，碰后C球的速度v_C＝1m/s。求：

（1）A、B两球碰撞后的共同速度；
（2）两次碰撞过程中系统损失的总动能。

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（1）（6分）按照现代的粒子理论，可以将粒子分为三大类：媒介子、轻子和强子，质子和中子属于强子。强子是由更基本的粒子——夸克组成。根据夸克理论，夸克有6种，它们是上夸克、下夸克、奇夸克、璨夸克、底夸克和顶夸克。它们的带电荷量分别为±

或±

，电荷量e为元电荷。已知一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成，一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成。则下列说法不正确的是（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．上夸克的电荷量为＋

B．下夸克的电荷量为－

C．上夸克的电荷量为－

D．下夸克的电荷量为＋

E．上夸克的电荷量为＋

（2）（9分）如图所示，两块厚度相同的木块A、B，紧靠着放在光滑的水平面上静止不动，其质量分别为m_A=2kg、m_B=1kg，它们的下表面光滑，上表面粗糙。另有质量为m_C=1kg的铁块C（长度不计）以v₀=10m/s的速度从木块A的上表面左端开始运动。由于摩擦，铁块C最终停在木块B上，此时木块B和铁块C的共同速度为v=3m/s。设铁块C与木块A、B上表面之间的动摩擦因数均为μ=0.5。重力加速度g=10m/s²。则：①铁块C离开木块A时的速度为多少？②木块A 的最终速度为多少？③木块A的长度为多少？④铁块C在木块B上相对B滑行的距离为多少？

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如图甲所示，三个物体A、B、C静止放在光滑水平面上，物体A、B用一轻质弹簧连接，并用细线拴连使弹簧处于压缩状态，三个物体的质量分别为m_A=0.1kg、m_B=0.2kg和m_C=0.1kg。现将细线烧断，物体A、B在弹簧弹力作用下做往复运动（运动过程中物体A不会碰到物体C）。若此过程中弹簧始终在弹性限度内，并设以向右为正方向，从细线烧断后开始计时，物体A的速度‒时间图象如图18乙所示。求：

（1）从细线烧断到弹簧恢复原长运动的时间；
（2）弹簧长度最大时弹簧存储的弹性势能；
（3）若弹簧与物体A、B不连接，在某一时刻使物体C以v₀的初速度向右运动，它将在弹簧与物体分离后和物体A发生碰撞，所有碰撞都为完全弹性碰撞，试求在以后的运动过程中，物体C与物体A能够发生二次碰撞，物体C初速度v₀的取值范围。（弹簧与物体分离后，迅速取走，不影响物体后面的运动）

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（10分）如图甲所示，三个物体A、B、C静止放在光滑水平面上，物体A、B用一轻质弹簧连接，并用细线拴连使弹簧处于压缩状态，此时弹簧长度L=0.1m；三个物体的质量分别为m_A=0.1kg、m_B=0.2kg和m_C=0.1kg。现将细线烧断，物体A、B在弹簧弹力作用下做往复运动（运动过程中物体A不会碰到物体C）。若此过程中弹簧始终在弹性限度内，并设以向右为正方向，从细线烧断后开始计时，物体A的速度‒时间图象如图18乙所示。求：

（1）物体B运动速度的最大值；
（2）从细线烧断到弹簧第一次伸长到L₁=0.4m时，物体B运动的位移大小；
（3）若在某时刻使物体C以v_C=4m/s的速度向右运动，它将与正在做往复运动的物体A发生碰撞，并立即结合在一起，试求在以后的运动过程中，弹簧可能具有的最大弹性势能的取值范围。

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