1.(2019·河南南阳市上学期期末)如图所示,水平光滑地面上有两个静止的小物块A和B(可视为质点),A的质量m=1.0 kg,B的质量M=4.0 kg,A、B之间有一轻质压缩弹簧,且A、B间用细线相连(图中未画出),弹簧的弹性势能Ep=40 J,弹簧的两端与物块接触而不固定连接.水平面的左侧有一竖直墙壁,右侧与倾角为30°的光滑斜面平滑连接.将细线剪断,A、B分离后立即撤去弹簧,物块A与墙壁发生弹性碰撞后,A在B未到达斜面前追上B,并与B相碰后结合在一起向右运动,g取10 m/s2,求:
(1)A与弹簧分离时的速度大小;
(2)A、B沿斜面上升的最大距离.
答案 (1)8 m/s (2)1.024 m
解析 (1)设A、B与弹簧分离时的速度大小分别为v1、v2,
系统动量守恒:0=mv1-Mv2
系统能量守恒:Ep=mv+Mv
解得v1=8 m/s,v2=2 m/s;
(2)A与墙壁碰后速度大小不变,设A与B相碰后,A与B的速度大小为v,
对A、B系统动量守恒:mv1+Mv2=(m+M)v
解得v=3.2 m/s
对A、B整体,由动能定理:
-(m+M)gLsin 30°=0-(m+M)v2
解得L=1.024 m.
(2)A、B沿斜面上升的最大距离.
答案 (1)8 m/s (2)1.024 m
解析 (1)设A、B与弹簧分离时的速度大小分别为v1、v2,
系统动量守恒:0=mv1-Mv2
系统能量守恒:Ep=mv+Mv
解得v1=8 m/s,v2=2 m/s;
(2)A与墙壁碰后速度大小不变,设A与B相碰后,A与B的速度大小为v,
对A、B系统动量守恒:mv1+Mv2=(m+M)v
解得v=3.2 m/s
对A、B整体,由动能定理:
-(m+M)gLsin 30°=0-(m+M)v2
解得L=1.024 m.