解题思路:(1)由图象读出,物体C以6m/s的速度与A碰撞,碰撞后两者有相同的速度2m/s,根据动量守恒定律求出物块C的质量.
(2)物块C和A一起运动,压缩弹簧,当AC的速度减至零时,动能全部转化为弹簧的弹性势能,弹簧的弹性势能最大,根据机械能守恒定律求出弹簧的最大弹性势能.
(3)5s到5s的时间内,墙壁对B的作用力F等于轻弹簧的弹力,根据动量定理求解墙壁对物体B的作用力的冲量.
(1)由图象可得:物体C以速度v0=6m/s与A相碰,碰撞后两者立即有相同的速度v=2m/s.A、C相互作用时间很短,水平方向动量守恒,有:
mCv0=(mC+mA)v
解得:mC=
mAv
v0−v=2kg
(2)物块C和A一起向左运动,压缩弹簧,当它们的动能完全转化为弹性势能,弹簧的弹性势能最大,最大的弹性势能为
EP=
1
2(mA+mC)v2=12J
(3)在5s到15s内,墙壁对B的作用力F等于轻弹簧的弹力,轻弹簧的弹力使物体A和C的速度由2m/s减到0,再反弹到2m/s,则弹力的冲量等于F的冲量为:
I=(mA+mC)v-[-(mA+mC)v]=24N•s,方向向右.
答:
(1)物块C的质量是2kg;
(2)弹簧压缩具有的最大弹性势能为12J.
(3)在5s到5s的时间内墙壁对物体B的作用力的冲量是24N•s,方向向右.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;能量守恒定律.
考点点评: 本题一要由速度图象读出物体的运动情况,明确碰撞前后A、C的速度,二要会根据动量守恒定律求解C的质量,由动量定理求解变力的冲量.