题目内容
【题目】光滑水平轨道上有三个木块A、B、C,质量分别为mA=3m、mB=mC=m,开始时B、C均静止,A以初速度v0向右运动,A与B碰撞后分开,B又与C发生碰撞并粘在一起,此后A与B间的距离保持不变.求:
(1)B与C碰撞前,B的速度大小;
(2)整个过程中物体A所受合外力冲量的大小.
【答案】
(1)解:设A与B碰撞后,A的速度为vA,B与C碰撞前B的速度为vB,B与C碰撞后粘在一起的速度为v,取向右为正方向.
由动量守恒定律得:
A、B木块碰撞过程有:3mv0=3mvA+mvB ①
B、C木块碰撞过程有:mvB=(m+m)v ②
由A与B间的距离保持不变得 vA=v ③
联立①②③式,代入数据得 v= v0;vB= v0④
答:B与C碰撞前B的速度大小是 v0.
(2)解:对于A,由动量定理得
I=3mv﹣3mv0⑤
联立得 I=﹣ mv0,负号说明方向水平向左
答:A受到的冲量大小为 mv0
【解析】(1)由于水平轨道光滑,碰撞过程符合动量守恒的条件:合外力为零,此题要分两步求解:第一步:由动量守恒定律求出A与B碰撞的过程列式.第二步根据动量守恒定律对B与C碰撞过程列式,抓住最终A与B的速度相同,联立即可求解.(2)对A分析,运用动量定理求得A受到的冲量.
【考点精析】认真审题,首先需要了解动量守恒定律(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),还要掌握能量守恒定律(能量守恒定律:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变)的相关知识才是答题的关键.