EJU 2007 年第 1 回 物理 第 5 题

考点
机械能守恒
领域
力学
难度
困难
标准答案
②

解析摘要

标准解析

先找分离点,再用两段能量

弹簧压缩时向右推A,A再推B,两球共同运动。到弹簧自然长度时弹力为零,继续伸长就会向左拉A;若要两球继续一起运动,A必须向左拉B,但两球接触只能推不能拉。因此它们在自然长位置分离。

设分离速率为u,初始弹性势能变为两球共同动能:

12kℓ2=12(m+M)u2.\frac12k\ell^2=\frac12(m+M)u^2.

此后B匀速离去,只有A被弹簧拉回。A到最远处瞬时静止,因此

12mu2=12kxmax⁡2.\frac12mu^2=\frac12kx_{\max}^2.

联立得到 xmax⁡=ℓm/(M+m)x_{\max}=\ell\sqrt{m/(M+m)}。不能把B的动能也转进后续弹性势能,因为B已经分离。

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