如图所示,质量M=4kg的滑板B静止放在光滑水平面上,其右端固定一根轻质弹簧,弹簧的自由端C到滑板左端的距离L=0.5 m,这段滑板与木块A(可视为质点)之间的动摩擦因数μ= 0.2,而弹簧自由端C到弹簧固定端D所对应的滑板上表面光滑.木块A以速度v0=10m/s由滑板B左端开始沿滑板B表面向右运动.已知木块A的质量m=lkg,g取10m/s2,.求:
(1)弹簧被压缩到最短时木块A的速度
(2)木块A压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能.
(1)2 m/s;(2)39J.
【详解】
(1)弹簧被压缩到最短时,木块A与滑板B具有相同的速度,设为v,从木块A开始沿滑板B表面向右运动至弹簧被压缩到最短的过程中,A、B系统的动量守恒:
mv0=(M+m)v
解得v=v0
代入数据得木块A的速度v=2 m/s
(2)木块A压缩弹簧过程中,弹簧被压缩到最短时,弹簧的弹性势能最大.
由能量关系,最大弹性势能Ep=mv02-(m+M)v2-μmgL
代入数据得Ep=39 J
重力势能与弹性势能:
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