题目内容
【题目】如图,三个质量相同的滑块A、B、C,间隔相等地静置于同一水平直轨道上.现给滑块A向右的初速度v0,一段时间后A与B发生碰撞,碰后A、B分别以v0、v0的速度向右运动,B再与C发生碰撞,碰后B、C粘在一起向右运动.滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值.两次碰撞时间均极短.求B、C碰后瞬间共同速度的大小.
【答案】
【解析】
试题根据根据动量守恒求出碰前A的速度,然后由动能定理求出A与B碰撞前摩擦力对A做的功;B再与C发生碰撞前的位移与A和B碰撞前的位移大小相等,由于滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值,所以地面对B做的功与地面对A做的功大小相等,由动能定理即可求出B与C碰撞前的速度,最后根据动量守恒求解B、C碰后瞬间共同速度的大小.
设滑块是质量都是m,A与B碰撞前的速度为vA,选择A运动的方向为正方向,碰撞的过程中满足动量守恒定律,得:mvA=mvA′+mvB′
设碰撞前A克服轨道的阻力做的功为WA,由动能定理得:
设B与C碰撞前的速度为vB″,碰撞前B克服轨道的阻力做的功为WB,
由于质量相同的滑块A、B、C,间隔相等地静置于同一水平直轨道上,滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值,所以:WB=WA
设B与C碰撞后的共同速度为v,由动量守恒定律得:mvB″=2mv
联立以上各表达式,代入数据解得:.
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