Question

【題目】如圖甲所示，物體A、B的質量分別是3 kg和8 kg，由輕質彈簧連接，放在光滑的水平面上，物體B左側與豎直墻壁相接觸，另有一個物體C水平向左運動，在t＝5 s時與物體A相碰，并立即與A有相同的速度，一起向左運動。物體C的速度—時間圖象如圖乙所示。

①求在5 s到15 s的時間內彈簧壓縮具有的最大彈性勢能。

②求在5 s到15 s的時間內，墻壁對物體B的作用力的沖量。

Answer 1

【答案】①9J②，方向水平向右

【解析】

試題分析：①由圖象可知，碰前C的速度v0＝6 m/s，碰后的速度v＝2 m/s

A、C碰撞過程動量守恒，由動量守恒定律得：mCv0＝（mC＋mA）v

解得mC＝1．5 kg

A、C向左運動，當它們速度變為零時，彈簧壓縮量最大，彈簧的彈性勢能最大，由能量守恒定律得，最大彈性勢能

②在5 s到15 s的時間內，墻壁對B物體的作用力F等于輕彈簧的彈力，輕彈簧的彈力使物體A和C的速度由2 m/s減少到0，再增加到2 m/s，則彈力的沖量等于F的沖量，即：

，方向水平向右