如图,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平导轨上的O点,此时弹簧处于原长.另一质量与B相同的滑块A从导轨上的P点以初速度v0向B滑行,当A滑过距离

如图,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平导轨上的O点,此时弹簧处于原长.另一质量与B相同的滑块A从导轨上的P点以初速度v0向B滑行,当A滑过距离

题型:不详难度:来源:
如图,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平导轨上的O点,此时弹簧处于原长.另一质量与B相同的滑块A从导轨上的P点以初速度v0向B滑行,当A滑过距离l时,与B相碰.碰撞时间极短,碰后A、B粘在一起运动.设滑块A和B均可视为质点,与导轨的动摩擦因数均为μ.重力加速度为g.求:
(1)碰后瞬间,A、B共同的速度大小;
(2)若A、B压缩弹簧后恰能返回到O点并停止,求弹簧的最大压缩量.
答案
(1)设A、B质量均为m,A刚接触B时的速度为v1,碰后瞬间共同的速度为v2以A为研究对象,从P到O,由功能关系μmgl=
1
2
m
v20
-
1
2
m
v21

以A、B为研究对象,碰撞瞬间,由动量守恒定律
mv1=2mv2
解得v2=
1
2


v20
-2μgl

(2)碰后A、B由O点向左运动,又返回到O点,设弹簧的最大压缩量为x
由功能关系:
μ(2mg)•2x=
1
2
(2m)
v22

解得:x=
v20
16μg
-
l
8

故弹簧的最大压缩量:x=
v20
16μg
-
l
8
举一反三
把一支玩具枪水平地固定在处于光滑水平面上的小车上,当枪发射出一颗子弹时,下列说法中正确的是(  )
A.枪和子弹组成的系统动量守恒
B.枪和车组成的系统动量守恒
C.子弹、枪、车这三者组成的系统水平方向动量守恒
D.子弹的动量变化量与枪和车的动量变化量相同
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一炮弹质量为m,以一定的倾角斜向上发射,到达最高点时速度为v,炮弹在最高点爆炸成两块,其中一块沿原轨道返回,质量为
m
2
,求:
(1)另一块爆炸后瞬时的速度大小;
(2)爆炸过程系统增加的机械能.
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如图所示,质量为M的滑块静止在光滑的水平桌面上,滑块的光滑弧面底部与桌面相切,一个质量为m的小球以速度v0向滑块滚来,设小球不会越过滑块,则小球到达最高点时,速度的大小为______,方向为______.
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如图所示,甲车的质量是2kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为1kg的小物体.乙车质量为4kg,以5m/s的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得8m/s的速度,物体滑到乙车上.若乙车足够长,上表面与物体的动摩擦因数为0.2,则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g取10m/s2
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如图所示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0.1m/s.A将B向空间站方向轻推后,A的速度变为0.2m/s,此时B的速度大小为______m/s,方向为______(填“远离空间站”或“靠近空间站”).
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