如图所示,劲度系数为k的轻质水平弹簧的左端固定在质量为mA=4m的物块A上,右端系一不可伸长的轻质细线,细线绕过轻质光滑
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解题思路:(1)子弹击中物块A的过程中,子弹与物块A的总动量守恒,运用动量守恒定律求解即可.(2)物块A停下后,要保证其不再滑动,弹簧的拉力至多等于物块A受到的最大静摩擦力.根据牛顿第二定律求解.(3)物块A停下后,物块B将做简谐运动,且当它处于平衡位置时,速度最大,根据功能关系求解.

(1)可以认为子弹击中物块A的过程中,子弹与物块A的动量守恒:mv0=(m+4m)v ①

可得子弹击中物块A后的瞬时,物块A的速度为:v=

v0

5②

(2)物块A停下后,要保证其不再滑动,弹簧的拉力至多等于物块A受到的最大静摩擦力

T=fmax=μ(m+4m)g=5μmg③

因此可得物块B加速度的上限为:amax=

fmax−2mg

2m=(

2−1)g④

(3)物块A停下后,物块B将做简谐运动,且当它处于平衡位置时,速度最大,而此时,弹簧的长度正好与初始时刻相同,即弹簧的弹性势能与初始时刻相等.由功能关系:

[1/2×2m

v2max]=2mgs-μ(m+4m)gs+[1/2](m+4m)v2

可解得物块A停下后,物块B的最大速度vmax=

(2−5μ)gs+

v20

10 ⑥

答:

(1)子弹击中物块A后的瞬时,物块A的速度为

v0

5.

(2)物块A停下后,物块B加速度的最大值应为([5μ/2]-1)g.

(3)物块A停下后,物块B的最大速度为

(2−5μ)gs+

v20

10.

点评:

本题考点: 动量守恒定律;牛顿第二定律;机械能守恒定律.

考点点评: 解答本题要知道当A的速度等于零时,弹簧的拉力至多等于物块A受到的最大静摩擦力,把握住隐含的条件,能根据动量守恒、牛顿第二定律和功能关系列式求解.

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