Question

【題目】如圖所示，質量M=0.040kg的靶盒A靜止在光滑水平導軌上的O點，水平輕質彈簧一端栓在固定擋板P上，另一端與靶盒A連接。Q處有一固定的發射器B，它可以瞄準靶盒發射一顆水平速度為v0=50m/s，質量m=0.010kg的彈丸，當彈丸打入靶盒A后，便留在盒內，碰撞時間極短。不計空氣阻力。求彈丸進入靶盒A后，彈簧的最大彈性勢能為多少？

Answer 1

【答案】2.5J

【解析】解：（1）彈丸進入靶盒A后，彈丸與靶盒A的共同速度設為v，由系統動量守恒得：

mv0=（m+M）v

靶盒A的速度減為零時，彈簧的彈性勢能最大，由系統機械能守恒得：

Ep=（m+M）v2

解得：Ep=v02

代入數值得 Ep=2.5J

答：彈丸進入靶盒A后，彈簧的最大彈性勢能為2.5J．