[题目]一物理兴趣小组为了研究碰撞过程的不变量.在水平气垫导轨上设计如图实验.为了分析问题方便.可以把水平气垫导轨设想为水平光滑地面.从而不计滑块与导轨间的摩擦.滑块的速度可以利用光电门测定.图上未画.导轨上质量均为的滑块和通过一根轻弹簧连接.且弹簧处于原长.左侧紧挨着竖直挡板且不粘连.一质量为的滑块以速度水平向左运动.与滑块碰后粘� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】一物理兴趣小组为了研究碰撞过程的不变量，在水平气垫导轨上设计如图实验，为了分析问题方便，可以把水平气垫导轨设想为水平光滑地面，从而不计滑块与导轨间的摩擦，滑块的速度可以利用光电门测定，图上未画。导轨上质量均为的滑块和通过一根轻弹簧连接，且弹簧处于原长，左侧紧挨着竖直挡板且不粘连。一质量为的滑块以速度水平向左运动，与滑块碰后粘连在一起。试求：

(1)弹簧所具有的最大弹性势能；

(2)整个过程竖直挡板对滑块的冲量；

(3)整个过程滑块的最大速度。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1)滑块和做完全非弹性碰撞，由动量守恒可知

解得

当和向左的速度减为零时，弹簧的弹性势能达到最大，由机械能守恒知

解得

(2)当弹簧第一次恢复原长时，滑块刚好离开挡板，此时和向右的速度大小也为，由动量定理知挡板对滑块的冲量

方向水平向右

(3)滑块离开挡板后，当弹簧再次恢复原长时滑块的速度最大，设为，由动量守恒知

由机械能守恒知

联立以上各式解得

练习册系列答案

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