题目内容

【题目】在光滑的水平面上放着ABC三个物体,ABC的质量分别为3m、m、2m.现在让A物块以初速度v0向B物体运动,AB相碰后不再分开,共同向C运动;它们与C相碰后也不再分开,ABC共同向右运动;求:

(1)ABC共同向右运动的速度大小;
(2)AB与C碰撞过程中,B对C物块的冲量大小.
(3)AB碰撞过程中的动能损失.

【答案】
(1)解:以ABC为分析对象,全过程动量守恒,取向右为正方向,由动量守恒定律得:

3mv0=(m+2m+3m)v

得 v= v0


(2)解:AB与C碰撞过程中,对C,运用动量定理得

I=2mv

得 I=mv0


(3)解:AB相互作用的过程,由动量守恒定律得

3mv0=(3m+m)v1

得 v1= v0

由能量守恒定律知:△Ek= ×3mv02 ×4mv12

解得:△Ek= mv02


【解析】(1)由于水平面光滑,物体在碰撞过程中符合动量守恒的条件:合外力为零,系统的动量守恒,根据动量守恒定律求解ABC共同向右运动的速度大小(2)AB与C碰撞过程中,对C物块,运用动量定理求C所受的冲量大小.(3)先由动量守恒定律求出AB碰后的共同速度,再由能量守恒定律求AB碰撞过程中的动能损失.
【考点精析】利用动量定理和动量守恒定律对题目进行判断即可得到答案,需要熟知动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统.对物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量;动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力.对于变力,动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值;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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