Question

如圖甲所示，物體A、B的質(zhì)量分別是4kg和8kg，用輕彈簧相連接放在光滑的水平面上，物體B左側(cè)與豎直墻壁相接觸，另有一物體C從t=0時(shí)刻起水平向左運(yùn)動(dòng)，在t=5s時(shí)與物體A相碰，并立即與A有相同的速度一起向左運(yùn)動(dòng)。物塊C的速度—時(shí)間圖像如圖乙所示。
（1）求物塊C的質(zhì)量；
（2）彈簧壓縮過程中具有的最大彈性勢(shì)能；
（3）在5s到10s的時(shí)間內(nèi)墻壁對(duì)物體B的作用力的功；
（4）在5s到15s的時(shí)間內(nèi)墻壁對(duì)物體B的作用力的沖量的大小和方向。
 
 

Answer 1

（1）2kg    （2）12J
（3）墻壁對(duì)B的作用力F做功為零      （4）24N s  ; 方向向右

（１）由圖象可見，物體C以速度v₀＝６m/s與A相碰，立即有相同的速度v＝２m/s，A與C相互作用時(shí)間很短，水平方向動(dòng)量守恒，有m_Cv₀=(m_C+m_A)v        （2分）
解得物塊C的質(zhì)量。                   （2分）
（２）物塊C和A一起運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，它們的動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化成彈性勢(shì)能時(shí)，彈性勢(shì)能最大 。                           （4分）
（３）５s到１０s的時(shí)間內(nèi)，B處于靜止，墻壁對(duì)B的作用力F做功為零。    （4分）
（４）５s到１０s的時(shí)間內(nèi)，B處于靜止，墻壁對(duì)B的作用力F等于輕彈簧的彈力，輕彈簧的彈力使物體A和C的速度由２m/s減到０，再反彈到２m/s。則彈力的沖量的大小等于力F的沖量，為
，方向向右。  （6分）