如下圖所示，光滑水平面上靜止一質(zhì)量為M=20 kg的長木板，木板右端放一質(zhì)量為m=16 kg的金屬塊，左端緊靠一根左側(cè)固定且處于原長的輕彈簧(不拴接)，金屬塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0．5。現(xiàn)有一質(zhì)量為m0=0．05 kg的子彈，以v0=1 000 m／s的速度擊中金屬塊，并在極短時間內(nèi)以v1=920 m／s的速度彈回，使金屬塊瞬間獲得一定的速度沿木板向左滑動。當(dāng)彈簧被壓縮x=1．0 m時，金屬塊與木板剛好相對靜止，且此后的運動中，兩者一直沒有發(fā)生相對滑動。設(shè)金屬塊從開始運動到與木板達(dá)到共速用時t=0．8s，彈簧始終處于彈性限度以內(nèi)(g取10 m／s2)。求：

(1)金屬塊與木板剛好共速的瞬時，彈簧的彈性勢能為多大?

(2)運動中金屬塊和木板的整體能獲得的最大速度vm為多大?

解：(1)由于碰撞時間極短，所以子彈與金屬塊的碰撞過程動量守恒。設(shè)碰撞后金屬塊速度為v2，則：m0v0=mv2- m0 v1①；碰撞后金屬塊做勻減速運動，木板做變加速運動，共同速度v可由金屬塊求得。以金屬塊為研究對象，根據(jù)動量定理：μmgt=mv2-mv②；以木板為研究對象，設(shè)此過程木板克服彈力做功為W，則：μmgx-W=Mv2③；克服彈力做功等于彈性勢能的增加，即：Ep=W④，由①②③④各式可解得：Ep=40 J⑤，

(2)由于系統(tǒng)中金屬塊和木板達(dá)到共速后，沒有發(fā)生相對滑動，系統(tǒng)機械能守恒，設(shè)系統(tǒng)最大速度為vm，根據(jù)機械能守恒定律得：(M+m)vm2=(M+m)v2+Ep⑥;解得：vm=m／s  ⑦


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年貴州省銅仁市高三第四次月考理科綜合物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如下圖所示，光滑水平桌面上有長L＝2 m的擋板C，質(zhì)量mC＝5 kg，在其正中央并排放著兩個小滑塊A和B，mA＝1 kg，mB＝3 kg，開始時三個物體都靜止。在A、B間放有少量塑膠炸藥，爆炸后A以6 m/s速度水平向左運動，A、B中任意一塊與擋板C碰撞后，都粘在一起，不計摩擦和碰撞時間，求：

①當(dāng)兩滑塊A、B都與擋板C碰撞后，C的速度是多大？

②A、C碰撞過程中損失的機械能。

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年貴州省銅仁市高三第四次月考物理試卷（解析版） 題型：計算題

（10分）如下圖所示，光滑水平桌面上有長L＝2 m的擋板C，質(zhì)量mC＝5 kg，在其正中央并排放著兩個小滑塊A和B，mA＝1 kg，mB＝3 kg，開始時三個物體都靜止。在A、B間放有少量塑膠炸藥，爆炸后A以6 m/s速度水平向左運動，A、B中任意一塊與擋板C碰撞后，都粘在一起，不計摩擦和碰撞時間，求：

①當(dāng)兩滑塊A、B都與擋板C碰撞后，C的速度是多大？

②A、C碰撞過程中損失的機械能。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如下圖所示，光滑水平面上某處固定著一個長度為0.5 m，高度為0.3 m的粗糙斜面，質(zhì)量為0.1 kg的物塊A以40 m／s的速度與靜止在水平面的物塊B相碰，碰后兩物塊粘在一起。已知物塊B的質(zhì)量為0.9 kg，兩個物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)均為0.1，求物塊滑上斜面后又回到水平面時的動能。(重力加速度g=10 m／s2，不計物塊在平面和斜面連接處的能量損失)

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科目：高中物理 來源： 題型：

如下圖所示，光滑水平面上放有用絕緣材料制成的“L”型滑板，其質(zhì)量為M，平面部分的上表面光滑且足夠長。在距滑板的A端為l的B處放置一個質(zhì)量為m、帶電量為q的小物體C（可看成是質(zhì)點），在水平的勻強電場作用下，由靜止開始運動。已知：M=3m，電場的場強為E。假設(shè)物體C在運動中及與滑板A端相碰時不損失電量。

（1）求物體C第一次與滑板A端相碰前瞬間的速度大小。

（2）若物體C與滑板A端相碰的時間極短，而且碰后彈回的速度大小是碰前速度大小的，求滑板被碰后的速度大小。

（3）求小物體C從開始運動到與滑板A第二次碰撞這段時間內(nèi)，電場力對小物體C做的功。

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