Question

【题目】如图所示，水平地面上有三个静止的小物块A、B、C，质量均为m=2kg，相距均为l=5m，物块与地面间的动摩擦因数均为μ=0. 25。对A施加一水平向右的恒力F=10N，此后每次碰撞后物体都粘在一起运动。设碰撞时间极短，重力加速度大小为g= 10m/s2。求：

(1)物体A与B碰撞后瞬间的速度；

(2)物体AB与C碰撞后整体摩擦产生的热量。

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】试题分析：物体A与B碰撞前做匀加速运动，由牛顿第二定律求得加速度，由速度位移公式求出物体A与B碰撞前瞬间的速度．A、B碰撞过程，由于时间极短，外力冲量不计，所以系统的动量守恒，由动量守恒定律求碰后共同速度；A、B碰后一起做匀速运动，由动量守恒定律求出AB与C碰撞后的共同速度，再由能量守恒定律求物体AB与C碰撞后摩擦产生的热量。

（1）物体A与B碰撞前作匀加速运动的加速度为：

A碰B前的速度为

A、B碰撞时，取向右为正方向，由动量守恒定律，有

，解得

（2）A、B碰后，加速度为：

所以AB碰后一起做匀速直线运动。

A、B与C碰撞动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律

，得

碰后三个物体匀减速运动，加速度为：

匀减速向右运动位移为：

摩擦生热为：