题目内容

【题目】如图,A、B质量分别为m1=1kg,m2=2kg,置于平板小车C上,小车质量为m3=1kg,A、B与小车的动摩擦因数均为0.5,事先三者均静止在光滑的水平面上。某时刻A、B间炸药爆炸(时间极短)使A、B获得图示左右方向的瞬时速度和12J的总机械能。假设A、B最终都没有离开小车上表面,水平面足够长,g=10m/s2.现从炸药爆炸结束开始计时,则(  )

A.t=0时,A、B的速度大小分别是4m/s、2m/s

B.t=0.4s时,B与平板小车C先相对静止

C.t=0.8s时,A与平板小车C相对静止

D.t=0.8s时,A、B与平板小车因摩擦而产生的热量Q=10J

【答案】AC

【解析】

A. 炸药爆炸瞬间A、B系统动量守恒,以向左为正方向,有:

A、B的机械能总量为12J,故:

联立解得:

v1=4m/s,v2=2m/s

故A项与题意相符;

BC. 爆炸后AB在C上滑动,B先与C相对静止,设此时A的速度为v3,B、C的速度为v4,该过程中ABC组成的系统动量守恒,设该过程的时间为t3,对A应用动量定理

-μm1gt3=m1v3-m1v1

对B应用动量定理

-μm2gt3=m2v4-m2v2

对C应用动量定理

(μm2g-μm1g)t3=m3v4

代人数据得

v3=3m/s;v4=-1m/s;t3=0.2s

之后,A在C是滑动直到相对静止,根据系统的动量守恒

0=(m1+m2+m3)v

解得:

v=0

设A滑动的总时间为t,则

-μm1gt=0-m1v1

解得:

t=0.8s

故B项与题意不相符,C项与题意相符;

D. t=0.8s时,A、B与平板小车因摩擦而产生的热量

Q=E=12J

故D项与题意不相符。

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