Question

【題目】某宇航員在太空站內做了如下實驗：選取兩個質量分別為mA＝0.1 kg、mB＝0.2 kg的小球A、B和一根輕質短彈簧，彈簧的一端與小球A粘連，另一端與小球B接觸而不粘連．現使小球A和B之間夾著被壓縮的輕質彈簧，處于鎖定狀態，一起以速度v0＝0.1 m/s做勻速直線運動，如圖所示．過一段時間，突然解除鎖定(解除鎖定沒有機械能損失)，兩球仍沿原直線運動，從彈簧與小球B剛剛分離開始計時，經時間t＝3.0 s，兩球之間的距離增加了s＝2.7 m，求彈簧被鎖定時的彈性勢能Ep.

Answer 1

【答案】0.027J.

【解析】試題分析：彈簧和B球分離的過程中動量守恒，分離后A球的速度大于B球的速度，所以距離會增加；列出相對位移的式子；彈簧和B球分離的過程中，彈簧的彈性勢能轉化為球的動能，就可求出彈簧被鎖定時的彈性勢能Ep.

AB看成一個系統滿足動量守恒：

距離關系滿足:

聯立可得：

根據能量守恒得：

代入數據解得:

點睛:本題主要考查了動量守恒和能量守恒得應用，屬于中檔題。