题目内容

12.如图,两辆高度相同的小车A、B,紧靠着放在光滑水平地面上,其质量分别为2.0kg、0.9kg,它们的上表面粗糙,另有质量为0.10kg的铅块C(大小忽略不计)以10m/s的速度恰好滑上A车的上表面,由于摩擦,铅块C最终与B车一起运动,共同速度为0.5m/s,求:
(1)A车的最终速度vA
(2)整个过程中系统因为摩擦生成的热量为多少?(保留2位有效数字)

分析 (1)铅块C滑上A车后,A、B、C组成的系统所受的合外力为零,系统的动量守恒,由动量守恒定律研究整个过程,可求解A车的最终速度vA
(2)整个过程中系统因为摩擦生成的热量等于系统动能的减少量,根据能量守恒定律求解.

解答 解:(1)A、B、C组成的系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:
mCv0=mAvA+(mB+mC)v,
代入数据得:0.1×10=2×vA+(0.9+0.1)×0.5
解得:vA=0.25m/s,方向向右.
(2)设整个过程中系统因为摩擦生成的热量为Q.根据能量关系可得:Q=$\frac{1}{2}$mCv02-$\frac{1}{2}$mAvA2-$\frac{1}{2}$(mB+mC)v2
代入数据解得:Q=4.8J
答:(1)A车的最终速度vA是0.25m/s,方向向右.
(2)整个过程中系统因为摩擦生成的热量为4.8J.

点评 本题分析清楚物体的运动过程是解题的基础,木块在两个木板上滑动的问题,关键是分析过程,选择研究对象,根据动量守恒定律研究速度.

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