题目内容
如图,在水平地面上有两物块甲和乙,它们的质量分别为2m、m,甲与地面间无摩擦,乙与地面间的动摩擦因数为μ。现让甲物块以速度v0向着静止的乙运动并发生正碰,试求:
![]()
(1)甲与乙第一次碰撞过程中系统的最小动能;
(2)若甲在乙刚停下来时恰好与乙发生第二次碰撞,则在第一次碰撞中系统损失了多少机械能?
(1)
mv
(2)
mv![]()
[解析] (1)碰撞过程中系统动能最小时,为两物体速度相等时,设此时两物体速度为v
由系统动量守恒有2mv0=3mv
得v=
v0
此时系统动能
Ek=
3mv2=
mv![]()
(2)设第一次碰撞刚结束时甲、乙的速度分别为v1、v2,之后甲做匀速直线运动,乙以初速度v2做匀减速直线运动,在乙刚停下时甲追上乙并发生碰撞,因此两物体在这段时间内平均速度相等,有
v1=![]()
而第一次碰撞中系统动量守恒,有
2mv0=2mv1+mv2
由以上两式可得
v1=![]()
v2=v0
所以第一次碰撞中的机械能损失量为
ΔE=
2mv
-
2mv
-
mv
=
mv![]()
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