例 两物块 14Asid wsp:v'>、14B'> 用轻弹簧相连,质量均为142kg'> ,初始时弹簧处于原长,14A'> 、14B'> 两物块都以14v=6m/s'> 的速度在光滑的水平地面上运动,质量为144kg'> 的物块14C'> 静止在前方,如图所示。已知14B'> 与14C'> 碰撞后二者会粘在一起运动。在以后的运动中:
(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块14A'> 的速度为多大?
(2)系统中弹性势能的最大值是多少?
答案:(1)143m/s'> (2)1412J'>
解析: (1)当14A'> 、14B'> 、14C'> 三者的速度相同时弹簧的弹性势能最大,根据14A'> 、14B'> 、14C'> 三者组成的系统动量守恒,取向右为正方向,有14(mA+mB)v=(mA+mB+mC)vABC'> 代入数据解得14v瀹嬩綋" w:h-ansi="瀹sp:vABC=3m/s'>
(2)14B'> 、14C'> 碰撞时14B'> 、14C'> 组成的系统动量守恒,设碰撞后瞬间14B'> 、14C'> 的共同速度为14v瀹嬩綋" w:h-ansi="瀹sp:vBC'> ,则有
14m瀹嬩綋" w:h-ansi="瀹sp:vBv=(mB+mC)vBC'> 代入数据解得14v瀹嬩綋" w:h-ansi="瀹sp:vBC=2m/s'>
当14A'> 、14B'> 、14C'> 三者的速度相同时,弹簧的弹性势能最大,设为14E瀹嬩綋" w:h-ansi="瀹sp:vp'> ,在14B'> 、14C'> 碰撞后,14A'> 、14B'> 、14C'> 及弹簧组成的系统机械能守恒。根据机械能守恒定律得
1412(mB+mC)vBC212mA+mB+mC)鈰?vABC2+Ep解得14E瀹嬩綋" w:h-ansi="瀹sp:vp=12J-ansi="瀹sp:v'>