题目内容
【题目】如图所示,在光滑的水平面上有一质量为mc=1kg的足够长的木板C,在C上放置有A、B两物体,A的质量mA=1kg,8的质量为mB=2 kg。A、B之间锁定一被压缩了的轻弹簧,弹簧储存的弹性势能EP=3J,现突然给A、B一瞬时冲量作用,使A、B同时获得v0=2m/s的初速度,与此同时弹簧由于受到扰动而解除锁定,并在极短的时间内恢复原长,之后与A、B分离(此过程中C仍保持静止)。已知A和C之间的摩擦因数为μ1=0.2,B、C之间的动摩擦因数为μ2=0.1,且滑动摩擦力略小于最大静摩擦。求:
(1)弹簧与A、B分离的瞬间,A、B的速度分别是多大?
(2)已知在C第一次碰到右边的固定挡板之前,A、B和C已经达到了共同速度,求共同速度v和达到共速之前A、B、C的加速度aA、aB、aC。的大小?
(3)已知C与挡板的碰撞无机械能损失,求在第一次碰撞后到第二次碰撞前A在C上滑行的距离?
【答案】(1) (2) , (3)
【解析】(1)在弹簧弹开两物体的过程中,由于作用时间极短,对AB弹簧组成的系统由动量和能量守恒定律可得:
联立解得:
(2)对物体B有:
假设AC相对静止,有:
解得:
因为:假设成立
故物体AC的共同加速度为
对ABC组成的系统,水平方向不受外力,由动量守恒定律
可得:
解得:
(3)C和挡板碰撞后,先向左匀减速运动,后向右匀加速运动,在向右加速过程中先C和A达到共同速度v1,之后AC再以共同的加速度向右匀加速,B一直向右匀减速,最后三者达到共同速度做匀速运动。
;
解得:
解得:
故AC间的相对运动距离为
练习册系列答案
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