在水平面上有一个U 形滑板A,A 的上表面有一个静止的物体…——2024 高考物理第 8 题答案解析

2024_江苏卷

2024 江苏 第 8 题 单选题 区分题
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8. 在水平面上有一个U 形滑板A,A 的上表面有一个静止的物体B,左侧用轻弹簧连接在滑板A 的左侧,右侧用一根细绳连接在滑板B的右侧,开始时弹簧处于拉伸状态,各表面均光滑,剪断细绳后,则(  )

A. 弹簧原长时物体动量最大
B. 压缩最短时物体动能最大
C. 系统动量变大
D. 系统机械能变大
参考答案

A

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【答案】A

【解析】

【详解】对整个系统分析可知合外力为0,A 和B组成的系统动量守恒,得

$$ m _ {\mathrm{A}} v _ {\mathrm{A}} = m _ {\mathrm{B}} v _ {\mathrm{B}} $$

设弹簧的初始弹性势能为 $E _ { \mathfrak { p } }$ ,整个系统只有弹簧弹力做功,机械能守恒,当弹簧原长时得

$$ E _ {\mathrm{p}} = \frac {1}{2} m _ {\mathrm{A}} v _ {\mathrm{A}} ^ {2} + \frac {1}{2} m _ {\mathrm{B}} v _ {\mathrm{B}} ^ {2} $$

联立得

$$ E _ {\mathrm{p}} = \frac {1}{2} \Bigg (\frac {m _ {\mathrm{B}} ^ {2}}{m _ {\mathrm{A}}} + m _ {\mathrm{B}} \Bigg) v _ {\mathrm{B}} ^ {2} $$

故可知弹簧原长时物体速度最大,此时动量最大,动能最大。

故选 A<sub>。</sub>

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