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课后作业
【演练1】
如图所示,光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧,两手
分别按住小车,使它们静止,对两车及弹簧组成的系统,下列说法中正确的是
( )
A.先放开右手,后放开左手,总动量向左 B.先放开左手,后放开右手,总动量向
右
C.先放开左手,后放开右手,总动量向左 D.先放开右手,后放开左手,总动量向
右
【演练2】
光滑水平面上静置两个小木块1 和2,其质量分别为m1=1.0kg、
m2=4.0kg,它们中间用一根轻质弹簧相连。一颗水平飞行的子弹质量为m=50.0g,以
v0=500m/s 的速度在极短时间内射穿两木块,已知射穿木块1 后子弹的速度变为
原来的3/5,且子弹损失的动能为射穿木块2 损失动能的2 倍。求系统运动过程中
弹簧的最大弹性势能。
【演练3】
如图所示,A、B 两球质量均为m,之间有压缩的轻短弹簧处于锁
定状态。弹簧的长度、两球的大小均忽略,整体视为质点,该装置从半径为R 的竖直
光滑圆轨道左侧与圆心等高处由静止下滑,滑至最低点时,解除对弹簧的锁定状态
之后,B 球恰好能到达轨道最高点。
(1)求弹簧处于锁定状态时的弹性势能。
(2)求A 上升的最大高度。(答案可以保留根号)
【演练4】
如图所示,在水平桌面上放一质量为
的玩具小车.在小车的
水平平台上(小车的一部分)有一质量可忽略的弹簧,一端固定在平台上,
另一端用一小球将弹簧压缩一定距离后用细线系住,用手将小车固定在
桌面上,然后烧断细线,小球瞬间被弹出,落在车上的
点,
.现
在小车不固定静止而烧断细线,球落在车上的
点.
(
),
设车足够长,球不致落在车外.求小球的质量.(不计所有摩擦).
【演练5】
如图示,两相同物块静止在光滑水平面上,中间连着一根弹簧,现有一质
量为m0的子弹以水平速度v0射进一物块中未穿出,在以后的作用过程中速度均与
v0在同一直线上,物块质量
均4m0,则由子弹、弹簧、两
物块组成的系统在子弹射入物块1 后
A.产生的内能为
B.物块2 的最大速度为
C.系统的最大动能为
D.最大弹性势能为
演练1
演练2
演练3
演练4
<解析> 设弹簧的弹性势能为
,小球的质量为
,小球在空中运动的时间为,第一次
弹出时小球的速度为
.则
运动的水平距离
设第二次弹出时小球的速度为
,小车的速度为
由动量守恒定律得
且
而
解得
<答案>
演练5
解析:
(1)系统不受外力,动量守恒;子弹射入物块1 的过程中,内力为摩擦力,机械
能减小,减少的机械能全部转化为内能;然后由子弹、弹簧、两物体组成的系统内力
为弹簧的弹力,系统机械能守恒。
子弹与物块1:
解得:
A 正确
子弹射入前动能为
,射入1 时损失了
,故系统最大动能为
。
(2)由于子弹射入物块1 后系统机械能守恒,当弹性势能最小(为零)时动能最
大,此时物块1、2 动物才具有最大速度。从子弹射入物块1 到弹簧第一次恢复原长
(此时物块2 速度最大)相当于一动一静的弹性碰撞,有
解得:
即
B、C 错
(3)当弹簧形变最大时弹性势能最大,由运动学知,当两物块速度相等时弹簧
有最大形变量(追击问题中的相距)。从子弹打入物块1 后到物块有共同速度v 的过
程相当于完全非弹性碰撞。有
解得:
D 正确
答案:AD