如图所示,物块C质量mc=4kg,上表面光滑,左边有一立柱,放在光滑
如图所示,物块C质量mc=4kg,上表面光滑,左边有一立柱,放在光滑水平地面上。一轻弹簧左端与立柱连接,右端与物块B连接,mB=2kg;竖直放置的半径R=1.8m的光滑四分之一圆弧最低点的切线水平,且与物块C上表面在同一水平面上。物块A从圆弧的顶点静止释放,达到最低点时炸裂成质量m1=2kg,m2=1kg的两个物块1和2,物块1水平向左运动与B粘合在一起,物块2具有水平向右的速度,刚好回到圆弧的最高点。A、B都可以看着质点。取g=10 m/s2。求:
(1) 物块A炸裂时增加的机械能△E是多少?
(2) 在以后的过程中,弹簧最大的弹性势能Epm是多大?

(1)设物块A炸裂前的速度为v0,由动能定理
设物块1的初速度为v1,物块2的初速度为v2,则v2 =v0
由动量守恒定律得mAv0 = m1v1-m2v2
而mA=m1+m2,解得v1 =12m/s
,解得△E =108 J
(2) 设物块1 与B粘合在一起的共同速度为vB,由动量守恒m1v1 =(m1+mB)vB,所以vB=6 m/s
在以后的过程中,当物块C和1、B的速度相等时,弹簧的弹性势能最大,设共同速度为vm,由动量守恒 (m1+mB)vB = (m1+mB+mC)vm,有vm=3 m/s
由能量守恒得
,得Epm= 36 J