题目内容

【题目】如图所示,质量均为M=4kg的小车A、B,B车上用轻绳挂有质量为m=2kg的小球C,与B车静止在水平地面上.A车以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向B车运动,相碰后粘在一起(碰撞时间很短).求:

(1)碰撞过程中系统损失的机械能;
(2)碰后小球第一次回到最低点时的速度.

【答案】
(1)

解:设A、B车碰后共同速度为v1,以向左为正,由动量守恒定律得:

Mv0=2Mv1

设系统损失的能量为E,根据能量守恒定律得:

E=

解得:E=4J


(2)

解:设金属球C再次回到最低点时A、B车速为v2,金属球C速度为v3,对A、B、C由动量守恒得:

2Mv1=2Mv2+mv3

由能量守恒得:

解得:v3=1.6m/s


【解析】(1)A、B车碰撞过程中,系统动量守恒,根据动量守恒定律以及能量守恒定律列式求解;(2)对A、B、C整体根据动量守恒列式,再根据能量守恒定律列式求解即可.
【考点精析】解答此题的关键在于理解功能关系的相关知识,掌握当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒;重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2;合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W =E k2 -E k1 (动能定理);除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F =E 2 -E 1,以及对动量守恒定律的理解,了解动量守恒定律成立的条件:系统不受外力或系统所受外力的合力为零;系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多;系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变.

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