解题思路:①物块从左端向右运动到小车右壁的过程中,物块与车组成的系统动量守恒,系统减少的机械能等于克服摩擦力做的功,由动量守恒定律与能量守恒定律可以求出物块的初速度.②在整个过程中,系统动量守恒,由动量守恒定律、能量守恒定律列式即可求解.
①物块刚好能与小车右壁的弹簧接触时两者速度相同,设刚接触弹簧时速度为v.取向右为正方向,以物块和小车组成的系统为研究对象,由动量守恒定律得:
mv0=2mv…①
由能量关系有:[1/2m
v20]-[1/2•2mv2=μmgL…②
联立①②解得:v0=2
μgL]
②物体最终速度为v1,
由动量守恒定律得:mv0=2mv1…③
由能量关系有:[1/2m
v20]+Ep=2μmgL+[1/2•2mv12…④
联立③④解得:Ep=μmgL
答:①物块的初速度v0为2
μgL]
②弹簧锁定时的弹性势能Ep为μmgL.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;功能关系;机械能守恒定律.
考点点评: 本题分析清楚物块与小车的运动过程是正确解题的关键.要知道解除弹簧的锁定后,系统水平方向所受合力为零,遵守水平方向动量守恒和能量守恒,再正确运用这些规律求解.