题目内容

【题目】如图所示,光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为mA=2kg、mB=1kg、mC=2kg.开始时C静止,A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞.求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小.

【答案】解:因碰撞时间极短,A与C碰撞过程动量守恒,设碰撞后瞬间A的速度大小为vA,C的速度大小为vC

以向右为正方向,由动量守恒定律得

mAv0=mAvA+mCvC,①

A与B在摩擦力作用下达到共同速度,设共同速度为vAB,由动量守恒定律得

mAvA+mBv0=(mA+mB) vAB

A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞,应满足:vAB=vC

联立①②③式解得:vA=2m/s.

答:A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小是2m/s


【解析】A与C碰撞过程动量守恒列出等式,A与B在摩擦力作用下达到共同速度,由动量守恒定律列出等式,A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞,应满足速度相等.

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