题目内容
如图所示,水平地面上静止放置着物块B和C,相距l=1.0 m.物块A以速度v0=10 m/s沿水平方向与B正碰.碰撞后A和B牢固地粘在一起向右运动,并再与C发生正碰,碰后瞬间C的速度v=2.0 m/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10 m/s2)(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.
解析:(1)A与B碰撞后的速度为v′,由动量守恒有mv0=2mv′,
与C碰前速度为v″,由动能定理得,
解得v″=4 m/s.
(2)AB与C碰撞有,2mv″=kmv+2,
若碰撞为弹性碰撞,则有,
得,.
若碰撞为完全非弹性碰撞,则有
满足题目条件,有即得2≤k≤6
分两种情况:
若,即-2 m/s≤≤0(k=6)即AB向相反方向做匀减速运动或碰后静止.
若v≥>0,即2 m/s≥>0,AB沿原来的方向做匀减速运动.
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