Question

如圖甲所示，物體A、B的質量分別是4kg和8kg，用輕彈簧相連接放在光滑的水平面上，物體B左側與豎直墻壁相接觸，另有一物體C從t=0時刻起水平向左運動，在t=5s時與物體A相碰，并立即與A有相同的速度一起向左運動。物塊C的速度—時間圖像如圖乙所示。
（1）求物塊C的質量；
（2）彈簧壓縮過程中具有的最大彈性勢能；
（3）在5s到10s的時間內(nèi)墻壁對物體B的作用力的功；
（4）在5s到15s的時間內(nèi)墻壁對物體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相互作用時間很短，水平方向動量守恒，有m_Cv₀=(m_C+m_A)v        （2分）
解得物塊C的質量。                   （2分）
（２）物塊C和A一起運動壓縮彈簧，它們的動能完全轉化成彈性勢能時，彈性勢能最大 。                           （4分）
（３）５s到１０s的時間內(nèi)，B處于靜止，墻壁對B的作用力F做功為零。    （4分）
（４）５s到１０s的時間內(nèi)，B處于靜止，墻壁對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）