Question

1．如圖所示，一輕質(zhì)彈簧兩端連著物體A和B，放在光滑的水平面上，物體A被水平速度為v₀的子彈射中并且嵌入其中．已知物體B的質(zhì)量為m，物體A的質(zhì)量是m，子彈的質(zhì)量是m．
①求彈簧壓縮到最短時B的速度．
②彈簧的最大彈性勢能．

Answer 1

分析 ①子彈擊中木塊A后A壓縮彈簧，A做減速運動，B做加速運動，當(dāng)A、B速度相等時，彈簧的壓縮量最大，系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律可以求出B的速度；
②子彈擊中A的過程中動量守恒，由動量守恒定律可以求出A的速度，當(dāng)彈簧壓縮量最大時，彈簧的彈性勢能最大，由能量守恒定律可以求出彈簧的最大彈性勢能．

解答 解：①當(dāng)A、B速度相等時，彈簧的壓縮量最大，設(shè)此時A、B的共同速度為v．對子彈、A、B組成的系統(tǒng)，從子彈射入A到彈簧壓縮到最短時系統(tǒng)的動量守恒，取向右為正方向，由動量守恒定律得：mv₀=（m+m+m）v，
解得：v=$\frac{1}{3}$v₀；
②設(shè)子彈射入A后，A與子彈的共同速度為v₁，A與子彈組成的系統(tǒng)動量守恒，以子彈的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：
mv₀=（m+m）v₁，
解得：v₁=$\frac{1}{2}$v₀，
彈簧的壓縮量最大時，彈簧彈性勢能最大，由能量守恒定律得：
E_P=$\frac{1}{2}$（m+m）v₁²-$\frac{1}{2}$（m+m+m）v²，
解得：E_p=$\frac{1}{12}$mv₀²；
答：①彈簧壓縮到最短時B的速度為$\frac{1}{3}$v₀．
②彈簧的最大彈性勢能為$\frac{1}{12}$mv₀²．

點評 本題考查了求速度、彈簧的彈性勢能，應(yīng)用動量守恒定律與機械能守恒定律即可正確解題；解題時要注意，子彈擊中A的過程中，子彈與A組成的系統(tǒng)動量守恒，但機械能不守恒．