如图，水平面上有一质量m=10kg的小车，其右端固定一水平轻质弹簧，弹簧左端连接一质量m0=10kg的小物块，小物块与小车一起以v0=6m/s的速度向右运动，与静止在水平面上质量M=40kg的木箱发生
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更新时间：2024-04-19 11:35:00
问题描述：
如图，水平面上有一质量m=10kg的小车，其右端固定一水平轻质弹簧，弹簧左端连接一质量m0=10kg的小物块，小物块与小车一起以v0=6m/s的速度向右运动，与静止在水平面上质量M=40kg的木箱发生正碰，碰后木箱的速度为v=2m/s，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦阻力．求：
（1）小车与木箱碰撞后瞬间小车的速度v1；
（2）从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧弹力对小车的冲量大小及弹簧弹性势能的最大值．
郝丽莉回答：
（1）小车与木箱碰撞过程，取向右为正方向，由动量守恒定律有
mv0=Mv+mv1
解得：v1=-2 m/s，负号表示碰撞后小车向左运动
（2）当弹簧被压缩到最短时，设小车的速度大小为v2，根据动量守恒定律有：
m0v0+mv1=（m0+m）v2
解得：v2=2 m/s
设碰撞后到弹簧最短的过程，弹簧弹力对小车的冲量大小为I，根据动量定理有：
I=mv2-mv1
解得：I=40N•s
根据能量守恒定律得：12m
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