Question

求一道中等难度的高中物理关于动量守恒的选择题，包括答案

Answer 1

题目
两个质量均为m的物块A B通过轻弹簧连在一起静止于光滑水平面上，另一物块C以一定的初速度向右匀速运动，与A发生碰撞并黏在一起，若要使弹簧具有手档此最大弹性势能的时候，A B C以及弹簧组成的系统的动能刚蠢扮好毕迅是势能的2倍，则C的质量应该满足什么条件？

追答

答案
假设物体A与物体C粘在一起之后的总质量为M,速度为v1,设物体C的质量为mc，则有
M=m+mc
对于A与C粘在一起之后，AC以及B组成的系统（包括弹簧）不受外力的作用，因此动量守恒，机械能守恒，机械能E=M*(v1^2)/2 (v1^2表示v1的平方) 而当AC组成的整体与B的速度达到相同的时候，此时，弹簧刚好不在压缩，因此势能也达到最大值，设此时的ABC的速度为v2,则由动量守恒 有：
M*v1=(M+m)*v2 则v2=M*v1/(M+m)
此时的系统的动能为Ek=(M+m)*(v2^2)/2 (v2^2表示v2的平方)
系统的机械能也即AC碰撞之后瞬间的动能，即E=M*(v1^2)/2
则最大的势能为Ep=E-Ek=M*(v1^2)/2-(M+m)*(v2^2)/2
将v2=M*v1/(M+m)
带入上面的Ep的表达式中化简得到Ep关于v1的表达式，并且由Ek=2*Ep=(M+m)*(v2^2)/2
将Ek也表示成关于v1的表达式，并且利用上式可以化简得到 （这个你可以自己化化看，比较简单，这里就不再罗嗦了）
2×m=M =mc+m
则mc=m
也即c的质量应为m

望采纳！！

追问

太难啦～来一道简单一点的吧

我是学渣啦

追答

问题
两个质量均为45kg的女孩挽手以5m/s的速度溜冰，以质量为60kg的男孩以10m/s的速度从垂直两女孩速度的方向碰撞并抓紧她们，那么之后三人将如何运动？运动的速达大小和方向怎么样？

答案
设原女孩运动方向为X,原男孩运动方向为Y
在X方向,动量守恒45*2*5=(45*2+60)V
得V＝3m/s
在Y方向,动量守恒60*10=(45*2+60)U
得U=4m/s
所以总速度＝根号（3＾2＋4＾2）＝5m/s
方向为X偏Y角度r，r满足tanr=4/3

没有啦 嘻嘻 望采纳哟