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(2014?

(2014?南昌模拟)如图所示,质量为M的平板小车静止在光滑的水平地面上,小车左端放一个质量为m的木块,(2014?南昌模拟)如图所示,质量为M的平板小车静止在光滑的水平地面上,小车左端放一个质量为m的木块,小车的右端固定一个轻质弹簧.现给木块一个水平向右的瞬时冲量I,木块便沿小车向右滑行,在与弹簧作用后又沿原路返回,并且恰好能到达小车的左端.试求:①木块返回到小车左端时小车的动能;②弹簧获得的最大弹性势能.

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2018-03-04

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    ①选小车和木块整体为研究对象,由于m受到冲量I之后系统水平方向不受外力作用,系统动量守恒,设系统的末速度为v,则I=mv0=(M m)v小车的动能为Ek=12Mv2=MI22(M m)2②根据动量定理得,I=mv0,则木块的初速度v0=Im,当弹簧具有最大弹性势能Ep时,小车和木块具有共同速度,即为v.设木块从小车左端运动到弹簧弹性势能最大的过程中,摩擦生热Wf,在此过程中,由能量守恒得12m(Im)2=Ep Wf 12(M m)(IM m)2当木板返回到小车左端时,由能量守恒得12m(Im)2=2Wf 12(M m)(IM m)2联立得Ep=Ml24(M m).答:①木块返回到小车左端时小车的动能为MI22(M m)2;②弹簧获得的最大弹性势能为Ep=Ml24(M m).。
    。

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