如图所示，轻质弹簧将质量为m的小物块连接在质量为M(M=3m)的光滑框架内，小物块位于框架中心位置时弹簧处于自由长度。现设框架与小物块以共同速度v0沿光滑水平面向左匀速滑动-00教育-零零教育信息网

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如图所示，轻质弹簧将质量为m的小物块连接在质量为M(M=3m)的光滑框架内，小物块位于框架中心位置时弹簧处于自由长度。现设框架与小物块以共同速度v0沿光滑水平面向左匀速滑动

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 碰撞/2022-11-16 / 加入收藏 / 72 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示，轻质弹簧将质量为m的小物块连接在质量为M(M=3m)的光滑框架内，小物块位于框架中心位置时弹簧处于自由长度。现设框架与小物块以共同速度v₀沿光滑水平面向左匀速滑动。求：
（1）若框架与墙壁发生瞬间碰撞后速度为零，但与墙壁间不粘连，求框架脱离墙壁后的运动过程中，弹簧弹性势能的最大值；
（2）若框架与墙壁发生瞬间碰撞，立即反弹，在以后过程中弹簧的最大弹性势能为

，求框架与墙壁碰撞时损失的机械能△E₁；
（3）在（2）情形下试判定框架与墙壁能否发生第二次碰撞？若不能，说明理由若能，试求出第二次碰撞时损失的机械能△E₂。（设框架与墙壁每次碰撞前后速度大小之比不变）

◎ 答案

解：（1）框架与墙壁碰撞后，小物块以速度v₀压缩弹簧，后又返回，当返回原位时框架开始离开，由机械能守恒知，此时物块速度是v₀，方向向右，设弹簧有最大势能时共同速度为v
由动量守恒定律知mv₀=4mv
由能量守恒定律

（2）设框架反弹速度为v₁、最大势能时共同速度为v'。由动量、能量守恒定律得
3mv₁-mv₀=4mv'

解得

（舍去）
代入得v'=0

（3）由（2）知第一次碰后反弹后，二者总动量为零，故当弹黄再次伸展后仍可继续与墙壁相撞，并以

的速度与墙壁相撞，由题意知

所以

故

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

专家分析，试题“如图所示，轻质弹簧将质量为m的小物块连接在质量为M(M=3m)的光滑框架内，小物块位于框架中心位置时弹簧处于自由长度。现设框架与小物块以共同速度v0沿光滑水平面向左匀速滑动…”主要考查了你对【碰撞】等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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