题目内容
【题目】如图所示,光滑水平轨道上放置足够长的木板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为mA=3kg、mB=1kg、mC=2kg.开始时C静止,A、B一起以v0=4m/s的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好与C的速度相同.求:
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(1)A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小;
(2)整个过程中因摩擦而产生的热量.
【答案】(1)
m/s(2)Q=
J
【解析】(1)设A与C碰后C的速度为vC,A的速度为vA.取向右为正方向,对AC系统,由动量守恒定律:
mAv0=mAvA+mcvc①
此后A、B再次共速设速度为v1,由动量守恒得:
mAvA+mBv0=(ma+mb)v1②
又有:
vc=v1③
联立①②③解得:vA=
m/s
(2)由能的转化和守恒知,在A、B相对滑动的过程中系统损失的动能转化为内能,有:
mAvA2+
mBv02-
(mA+mB)v12=Q
解得Q=
J(约为1.19J)
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