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解答题 适中0.65 引用3 组卷690
一物理兴趣小组为了研究碰撞过程的不变量，在水平气垫导轨上设计如图实验，为了分析问题方便，可以把水平气垫导轨设想为水平光滑地面，从而不计滑块与导轨间的摩擦，滑块的速度可以利用光电门测定，图上未画．导轨上质量均为的滑块和通过一根轻弹簧连接，且弹簧处于原长，左侧紧挨着竖直挡板且不粘连．一质量为的滑块以速度水平向左运动，与滑块碰后粘连在一起．试求：

(1)弹簧所具有的最大弹性势能；
(2)整个过程竖直挡板对滑块的冲量；
(3)整个过程滑块的最大速度．
2019·全国·一模
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知识点：动量守恒定律的内容、应用范围和推导完全非弹性碰撞4：含有弹簧的情况 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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某探究小组在气垫导轨上研究弹簧弹性势能与形变量之间的关系，如图所示，在导轨的左端固定一挡板，在滑块的左端固定一个轻质弹簧，把气垫导轨调节水平以后，先缓慢向左移动滑块压缩弹簧，在刻度尺上测出弹簧的压缩量l再把滑块由静止释放，弹簧离开挡板后，测出遮光条通过光电门的时间．改变弹簧的压缩量，重复上面的实验．已知滑块和遮光条的总质量为m，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能Ep．

(1)该实验还需要测量的物理量是______________________；
(2)该小组计算弹性势能的表达式是Ep=______________________；
(3)在多次测量后，该小组画出了Ep－、Ep－l、Ep－l2的函数关系图象，发现只有Ep－l2的关系是一条过原点的直线，由此得出弹簧弹性势能与形变量的关系是___________．
如图所示的光滑水平面上叠放着质量均为m的长木板和小物块P，物块与木板间的滑动摩擦因数为。长木板右侧固定一挡板，挡板正上方与木板等高处连接一光滑管道，该管道由半径为R的圆弧部分和竖直部分组成，一弹簧一端固定在管道最下端，另一端栓接一质量为m的小物块Q，小物块P在管道左侧运动时会受到一个大小为，方向水平向右的恒力作用，且每次与物块Q碰撞后即一起运动但不粘连，重力加速度为g，物块P、Q可在管道中自由滑动，弹簧原长与管道竖直部分长度相等，弹簧的弹性势能与形变量的关系为（k未知）若将物块P在距管道顶端进口R处由静止释放，运动一段时间后恰好回到管道顶端。现将物块P从距管道顶端进口处由静止释放，求：
（1）物块P刚到管道顶端进口处时对管道的压力大小；
（2）弹簧最初储存的弹性势能；
（3）滑块再次回到管道口后在水平面上运动速度减为零所需要的时间。

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