Question

如圖所示，在光滑水平地面上有一固定的擋板，擋板上固定一個輕彈簧�，F有一質量，長的小車（其中為小車的中點，部分粗糙，部分光滑），一質量為的小物塊（可視為質點），放在車的最左端，車和小物塊一起以的速度在水平面上向右勻速運動，車撞到擋板后瞬間速度變?yōu)榱�，但未與擋板粘連。已知車部分的長度大于彈簧的自然長度，彈簧始終處于彈性限度內，小物塊與車部分之間的動摩擦因數為0.3，重力加速度。求：

（1）小物塊和彈簧相互作用的過程中，彈簧具有的最大彈性勢能；

（2）小物塊和彈簧相互作用的過程中，彈簧對小物塊的沖量；

（3）小物塊最終停在小車上的位置距端多遠。

Answer 1

（1）對小物塊，有                          （2分）

根據運動學公式                           （2分）

由能量關系   解得                   （2分）

（2）設小物塊離開彈簧時的速度為，有       （2分）

對小物塊，根據動量定理                    （2分）

由⑤⑥式并代入數據得            

彈簧對小物塊的沖量大小為，方向水平向左。        （2分）

（3）小物塊滑過點和小車相互作用，由動量守恒  （2分）

由能量關系                （2分）

小物塊最終停在小車上距的距離                       （2分）

 解得　　　　（2分）