一轻质弹簧,两端连接两滑块A和B,已知mA=0.99kg,mB=3kg,放在光滑水平桌面上,开始时弹簧处于原长.现滑块A
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解题思路:(1)子弹击中A的瞬间,子弹和A组成的系统水平方向动量守恒,据此可列方程求解A的速度,此过程时间极短,B没有参与,速度仍为零.

(2)以子弹、滑块A、B和弹簧组成的系统为研究对象,当三者速度相等时,系统损失动能最大则弹性势能最,根据动量守恒和功能关系可正确解答.

(3)当弹簧恢复原长时B的动能最大,整个系统相互作用过程中动量守恒,根据功能关系可求出结果.

(1)子弹击中滑块A的过程,子弹与滑块A组成的系统动量守恒有:

mCv0=(mC+mA)vA

解得:vA=4m/s

子弹与A作用过程时间极短,B没有参与,速度仍为零,故:vb=0.

故子弹击中A的瞬间A和B的速度分别为:vA=4m/s,vb=0.

(2)对子弹、滑块A、B和弹簧组成的系统,A、B速度相等时弹性势能最大.

根据动量守恒定律和功能关系可得:

mCv0=(mC+mA+mB)v

由此解得:v=1m/s

根据功能关系可得:

EP=

1

2(mC+mA)vA2−

1

2(mC+mA+mB)v2=6 J

故弹簧的最大弹性势能为6J.

(3)设B动能最大时的速度为vB′,A的速度为vA′,则

(mC+mA)vA=(mC+mA)vA′+mBvB

当弹簧恢复原长时,B的动能最大,根据功能关系有:

[1/2(mC+mA)

v2A]=

1

2(mC+mA)

v′A2+

1

2mB

v′B2

解得:

v′B=

8(mC+mA)

(mC+mA)+mB=2m/s

B获得的最大动能:

EKB=

1

2mB

v′B2=6J.

故B可获得的最大动能为:EKB=6J.

点评:

本题考点: 动量守恒定律;功能关系.

考点点评: 本题考查了动量和能量的综合问题,解答这类问题的关键是弄清最远过程,正确选择状态,然后根据动量和能量守恒列方程求解.

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