如图所示,在光滑的水平面上停放着一辆平板车,在车上的左端放有一木块B.车左边紧邻一个固定在竖直面内、半径为R的 1 4
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(1)设木块A到达圆弧底端时得速度为v 0,对木块A沿圆弧下滑得过程,根据机械能守恒定律,有:

mgR=

1

2 mv 0 2

在A、B碰撞得过程中,两木块组成得系统动量守恒,设碰撞后的共同速度大小为v 1,则:

mv 0=(m+2m)v 1

解得:v 1=

1

3

2gR ,

(2)A、B在车上滑行的过程中,A、B及车组成的系统动量守恒.A、B滑到车的最左端时与车具有共同的速度,设此时速度大小为v,根据动量守恒定律,有:

(m+2m)v 1=(m+2m+3m)v,

A、B在车上滑行的整个过程中系统损失的机械能为:

△E=

1

2 (m+2m)v 1 2-

1

2 (m+2m+3m)v 2=

1

6 mgR,

(3)设当弹簧被压缩至最短时,木块与车有相同的速度v 2,弹簧具有最大的弹性势能E,根据动量守恒定律有:

(m+2m)v 1=(m+2m+3m)v 2

所以有:v 2=v.

设木块与车面摩檫力为f,在车上滑行距离为L,由能量守恒,对于从A、B一起运动到将弹簧压缩至最短的过程有:

1

2 (m+2m)v 1 2=

1

2 (m+2m+3m)v 2 2+fL+E,

对于从弹簧被压缩至最短到木块滑到车的左端的过程有:

1

2 (m+2m+3m)v 2 2+E=

1

2 (m+2m+3m)v 2+fL,

解得:E=

1

12 mgR.

答:(1)木块A、B碰撞后的瞬间两木块共同运动速度的大小为

1

3

2gR ;

(2)木块A、B在车上滑行的整个过程中,木块和车组成的系统损失的机械能为

1

6 mgR;

(3)弹簧在压缩过程中所具有的最大弹性势能为

1

12 mgR.

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