Question

【题目】如图所示，光滑的水平面上，轻弹簧水平放置，其左端固定在竖直墙壁上，右端与一质量为m的物块A相连，质量为3m的物块B紧贴物块A放置，A、B两物块间夹有质量可忽略不计的微量炸药。现用一水平向左的推力作用在物块B上，将弹簧压缩一段距离后保持系统处于静止状态，此时弹簧的弹性势能为，然后突然撤去推力，物块A、B开始向右运动，当弹簧第一次刚恢复原长时，A、B间的微量炸药爆炸，随后物块A、B分离（爆炸时间极短，爆炸后整个装置完好，A、B质量不变），当弹簧再次压缩最短时其弹性势能仍为，求：

(1)炸药爆炸前瞬间物块A的速度大小；

(2)炸药爆炸过程中转变为机械能的化学能。

Answer 1

【答案】(1)；(2)

【解析】

(1)从撤去推力至炸药爆炸前瞬间，物块、的速度始终相同，整个过程系统的机械能守恒

解得

(2)爆炸后物块与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的最大弹性势能仍为，设炸药爆炸后瞬间物块的速度为

解得

因为，可知其方向必然向左；由动量守恒可知

代入数据可得

爆炸后物块的动能为

爆炸过程中增加的动能即转化为机械能的化学能