Question

【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．

Answer 1

【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） vAB②

A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足：vAB=vC ③

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】分别以A与C和A与B为研究对象，A与B在摩擦力作用下达到共速，A与C碰撞过程动量守恒，列动量守恒求出AB共速度速度和C碰撞后的速度，再利用隐含条件AB共速，列式求解即可。
【考点精析】解答此题的关键在于理解动量守恒定律的相关知识，掌握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．