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如图所示,足够长的光滑水平面右端与平板车D的上表面平齐,D的质量为M=3.0kg,车长L=1.08m,滑块A、B、C置于光滑水平面上,它们的质量mA=mB=mC=2.0kg.开始时滑块B、C之间用细绳相连,其间有
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问题描述:

如图所示,足够长的光滑水平面右端与平板车D的上表面平齐,D的质量为M=3.0kg,车长L=1.08m,滑块A、B、C置于光滑水平面上,它们的质量mA=mB=mC=2.0kg.开始时滑块B、C之间用细绳相连,其间有一被压缩的轻弹簧(弹簧与两滑块不相连),B、C均处于静止状态.滑块A以初速度v0=3.0m/s沿B、C连线方向向B运动,A与B碰撞后粘合在一起,碰撞时间极短,可认为A与B碰撞过程中滑块C的速度仍为零.因碰撞,使连接B、C的细绳受扰动而突然断开,弹簧恢复原长的过程中,使C与A、B分离,滑块C脱离弹簧后以速度vC=2.5m/s滑上平板车.已知滑块C与平板车的动摩擦因数μ=0.25(重力加速度g取10m/s2)

(1)求滑块C在平板车上滑行的距离为多少?

(2)求滑块B、C用细绳相连时弹簧的弹性势能Ep为多少?

(3)若只改变轻弹簧的形变量,其它条件都不变,要使滑块C从平板车上滑出,弹簧的弹性势能EP′至少为多少?

杜炤回答:
  (1)C、D系统动量守恒,以向右为正方向,   由动量守恒定律得:mCvC=(mC+M)v,代入数据解得:v=1m/s,   由能量守恒定律的:12
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