Question

如圖所示，質(zhì)量為6kg的小球A與質(zhì)量為3kg的小球B用輕彈簧相連，在光滑的水平面上以速度v_o向左勻速運(yùn)動(dòng)。在A球與左側(cè)墻壁碰撞后兩球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的過程中，彈簧的最大彈性勢(shì)能為4J。已知A球與左墻壁碰撞過程無機(jī)械能損失，試求v_o的大小。

Answer 1

解：由于球與左墻壁碰撞過程無機(jī)械能損失，所以球與左側(cè)墻壁碰撞后的速度大小仍為，方向水平向右，如圖甲所示。              ①  

由題意分析可知，在球與左側(cè)墻壁碰撞后兩球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的過程中，當(dāng)、小球的速度相等時(shí)（設(shè)大小為，如圖乙所示），彈簧的彈性勢(shì)能最大。     ②
對(duì)于、小球和彈簧組成的系統(tǒng)，從甲圖到乙圖過程中，由動(dòng)量守恒定律得：                ③
由機(jī)械能守恒得：
        ④
由③、④解得：
               ⑤
評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題9分. ①、②式各1分，③、④式各2分，⑤式3分。
本題考查了動(dòng)量守恒知識(shí)以及機(jī)械能守恒，由于球與左墻壁碰撞過程無機(jī)械能損失，所以球與左側(cè)墻壁碰撞后的速度大小仍為，方向水平向右。
由題意分析可知，在球與左側(cè)墻壁碰撞后兩球繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的過程中，當(dāng)、小球的速度相等時(shí)（設(shè)大小為，如圖乙所示），彈簧的彈性勢(shì)能最大。對(duì)于、小球和彈簧組成的系統(tǒng)，從甲圖到乙圖過程中，由動(dòng)量守恒定律以及機(jī)械能守恒小球碰撞后速度。