Question

【题目】图中，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B相连，B静止在水平导轨上，弹簧处在原长状态．另一质量与B相同滑块A，从导轨上的P点以某一初速度向B滑行，当A滑过距离l1时，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B紧贴在一起运动，但互不粘连．已知最后A恰好返回出发点P并停止．滑块A和B与导轨的滑动摩擦因数都为μ，运动过程中弹簧最大形变量为l2 ， 求A从P出发时的初速度v0 ．

Answer 1

【答案】解：令A、B质量皆为m，A刚接触B时速度为v1（碰前），由功能关系，有

﹣μmgl1= m ﹣ m ①

A、B碰撞过程中动量守恒，令碰后A、B共同运动的速度为v2．有

mv1=2mv2 ②

碰后A、B先一起向左运动，接着A、B一起被弹回，在弹簧恢复到原长时，设A、B的共同速度为v3，在这过程中，弹簧势能始末两态都为零，利用功能关系，有

③

此后A、B开始分离，A单独向右滑到P点停下，由功能关系有

④

由以上各式，解得

即A从P出发时的初速度为 ．

【解析】本题首先要将整个运动的过程分割成四个分过程，然后根据动能定律和动量守恒定律对各个分过程分别列式．

木块A运动到与木块B碰撞前，木块A做减速运动，只有摩擦力做功，可根据动能定理列方程；木块A与木块B碰撞过程，由于碰撞时间极短，内力远大于外力，系统动量守恒，可根据动量守恒定律列方程；木块A、B一起向左压缩弹簧再返回原处的过程，弹簧弹力做总功为零．只有摩擦力做功，再次根据动能定理列式；此后，由于木块B与弹簧相连，木块A、B会分离开，木块A恰好返回出发位置，对木块A运用动能定理列方程；最后联立以上各个方程求解即可．

【考点精析】通过灵活运用功能关系和动量守恒定律，掌握当只有重力（或弹簧弹力）做功时，物体的机械能守恒；重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2；合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W 合 =E k2 -E k1 （动能定理）；除了重力（或弹簧弹力）之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F =E 2 -E 1；动量守恒定律成立的条件：系统不受外力或系统所受外力的合力为零；系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多；系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变即可以解答此题．