如图所示,水平地面上静止放置着物块B和C相距l=1.0m物快A以速度v0=10m/s沿水平方向与B正碰,碰撞后A和B牢固粘在一起向右运动,并再与C发生正碰,碰后瞬间C的速度v=2.0m/s,

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,水平地面上静止放置着物块B和C相距l=1.0m物快A以速度v0=10m/s沿水平方向与B正碰,碰撞后A和B牢固粘在一起向右运动,并再与C发生正碰,碰后瞬间C的速度v=2.0m/s,已知A和B的质量均为m.C的质量为A质量的k倍,物块与地面的动摩擦因数μ=0.45(设碰撞时间很短,g取10m/s2) 

魔方格

(1)计算与C碰撞前瞬间AB的速度
(2)根据AB与C的碰撞过程分析k 的取值范围,并讨论与C碰撞后AB的可能运动方向.

◎ 答案

(1)设AB碰撞后的速度为v1,AB碰撞过程由动量守恒定律得mv0=2mv1
设与C碰撞前瞬间AB的速度为v2,由动能定理得-μmgl=
1
2
m
v22
-
1
2
m
v21

联立以上各式解得v2=4m/s该过程为完全非弹性碰撞,
(2)若AB与C发生完全非弹性碰撞,由动量守恒定律得2mv2=(2+k)mv3
代入数据解得   k=2
此时AB的运动方向与C相同
若AB与C发生弹性碰撞,由动量守恒和能量守恒得
2mv2=2mv3+kmv
1
2
?2m
v22
=
1
2
?2m
v23
+
1
2
?kmv2

联立以上两式解得
v 3
=
2-k
2+k
v2
v=
4
2+k
v2

代入数据解得   k=6
此时AB的运动方向与C相反
若AB与C发生碰撞后AB的速度为0,由动量守恒定律得2mv2=kmv
代入数据解得k=4
总上所述得 当2≤k<4时,AB的运动方向与C相同
当k=4时,AB的速度为0
当4<k≤6时,AB的运动方向与C相反.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,水平地面上静止放置着物块B和C相距l=1.0m物快A以速度v0=10m/s沿水平方向与B正碰,碰撞后A和B牢固粘在一起向右运动,并再与C发生正碰,碰后瞬间C的速度v=2.0m/s,…”主要考查了你对  【动能定理】,【动量守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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