Question

一道物理高考题

请给出详细的解答过程，特别是第二问。谢谢!!

Answer 1

您好，这道题目的入手点应该就是波长和周期的转换。首先，题目给了波速和周期，由此可以得出波长为0.8m。然后跟具题目给出的SP=1.2m和SQ=2.6m就可以做出地判断。计时0点时这列波已经有中间向两边传播了3.75个周期。由于Q点刚刚开始震动则其运动状态必然与波源起始震动状态一致。所以必然Q点在平衡位置正在向上运动即答案A符合条件。再看P点。P时处于1.2m的位置。所以在计时0点时P点已将开始运动。0.8m时一个波长。则波传播到P点需要1.5个波长也就是1.5个周期。而波传播到Q的距离是3.75m也就是3.75个波长，则波从波源传播到Q点需要3.75个周期。所以P,Q两点开始震动的时间差应该时1.75个周期。由于整数的周期可以看做刚刚开始震动，所以考虑0.75周期。也就是由平衡位置开始向上运动再经过一次平衡位置运动到负的最大位移处。所以D答案符合要求。我认为选AD。希望这个思路对楼主有帮助。

Answer 2

解：设外壳上升高度h1时速度为V1，外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小为V2，
(1)对外壳和内芯，从撞后达到共同速度到上升至h2处，应用动能定理有
(4mg＋m)( h2－h1)＝ (4m＋m)V^22，解得V2＝根号下2g(h2-h1)；
（2）外壳和内芯，碰撞过程瞬间动量守恒，有4mV1＝(4mg＋m)V2，
解得V1＝5/4根号下2g(h2-h1)，
设从外壳离开桌面到碰撞前瞬间弹簧做功为W，在此过程中，对外壳应用动能定理有
W－4mgh1＝1/2(4m)V1^2，
解得：W=mg(25h2-9h1)/4
（3）由于外壳和内芯达到共同速度后上升高度h2的过程，机械能守恒，只是在外壳和内芯碰撞过程有能量损失，损失的能量为E损=5mg(h2-h1)/4