Question

一宇航員在國(guó)際空間站內(nèi)做了如下實(shí)驗(yàn)：選取兩個(gè)質(zhì)量分別為m_A=0.1kg、m_B=0.2kg的小球A、B和一根輕質(zhì)短彈簧，彈簧的一端與小球A粘連，處于鎖定狀態(tài)，一起以速度v_o=0.1m/s做勻速直線運(yùn)動(dòng)．如圖所示，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，突然解除鎖定（解除鎖定時(shí)沒(méi)有機(jī)械能損失），兩球仍然沿直線運(yùn)動(dòng)，從彈簧與小球B剛剛分離開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t=3.0s，兩球之間的距離增加了s=2.7m，求：
①?gòu)椈膳c小球B剛剛分離時(shí)兩小球的速度分別為多大；
②原先彈簧鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能E_p？

Answer 1

①取A、B為系統(tǒng)，由動(dòng)量守恒得：（m_A+m_B）v₀=m_Av_A+m_Bv_B…①
根據(jù)題意得：s=（v_A-v_B）t…②
由①②兩式聯(lián)立得v_A=0.7m/s，v_B=-0.2m/s；
②由機(jī)械能守恒得：E_P+

1

2

（m_A+m_B）v₀²=

1

2

m_Av_A²+

1

2

m_Bv_B² ③
解得：E_P=0.027J．
答：①?gòu)椈膳c小球B剛剛分離時(shí)兩小球的速度分別為0.7m/s和0.2m/s；
②彈簧被鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能為0.027J．