Question

4．如图所示，木块C置于足够长的木板B上，A以v₀=10m/s的初速度向右运动，与B碰撞后以4m/s的速率弹回．A、B、c的质量分别为m_A=1kg，m_B=4kg，m_C=2kg．水平面光滑，B、C之间有摩擦．试求碰撞后C运动过程中的最大速度．

Answer 1

分析 A与B碰后的瞬间，B的速度最大，以A、B为系统，运用动量守恒定律求出B运动过程中的最大速率．
碰撞后C在B上滑行一段距离后与B保持相对静止，两者速度相同，此时C的速度最大，对BC系统研究，运用动量守恒定律求出共同速度的大小．

解答 解：A与B碰后瞬间，C的运动状态未变，B速度最大．
以A、B组成的系统为研究对象，碰撞过程系统动量守恒，以A的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律得：m_Av₀+0=-m_Av_A+m_Bv_B，
A、B碰撞后，B与C相互作用使B减速、C加速，由于B板足够长，
所以B和C能达到相同速度，二者共速后，C速度最大，
以B、C组成的系统为研究对象，以向右为正方向，
由动量守恒定律得：m_Bv_B+0=（m_B+m_C）v_C，
代入数据得：v_C=$\frac{7}{3}$m/s，方向向右．
答：碰撞后C运动过程中的最大速度大小为$\frac{7}{3}$m/s，方向向右．

点评 本题考查了求木板、木块速度问题，分析清楚运动过程、正确选择研究对象与运动过程是解题的前提与关键，应用动量守恒定律即可正确解题；解题时要注意正方向的选择．