如图所示,质量为m1=0.2kg的小物块A,沿水平面与小物块B发生正碰,小物块B质量为m2=1kg.碰撞前,A的速度大小

如图所示,质量为m1=0.2kg的小物块A,沿水平面与小物块B发生正碰,小物块B质量为m2=1kg.碰撞前,A的速度大小为v0=3m/s,B静止在水平地面上.由于两物块的材料未知,将可能发生不同性质的碰撞,已知A、B与地面间的动摩擦因数均为μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,试求碰后B在水平面上可能的滑行时间.
fatter1234 1年前 已收到1个回答 举报

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解题思路:由于题目中说“由于两物块的材料未知,将可能发生不同性质的碰撞”所以要对可能的碰撞进行讨论:
1.发生完全非弹性碰撞,此时A与B 的速度相同,B的速度最小,停下来 时间最短;
2.发生弹性碰撞,此时B的速度最大,停下来的时间最长;

假如两物块发生的是完全非弹性碰撞,碰后的共同速度为v1,规定向右为正方向,则由动量守恒定律有:
m1v0=(m1+m2)v1
碰后,A、B一起滑行直至停下,设滑行时间为t1,则由动量定理有:μ(m1+m2)gt1=(m1+m2)v1
解得:t1=0.25s
假如两物块发生的是完全弹性碰撞,碰后A、B的速度分别为vA、v2,则由动量守恒定律有:m1v0=m1vA+m2v2
由功能原理有:[1/2m1
v20=
1
2m1
v2A+
1
2m2
v22]
设碰后B滑行的时间为t2,则:μm2gt2=m2v2
联立方程组得:t2=0.5s
可见,碰后B在水平面上滑行的时间t满足0.25s≤t≤0.5s.
答:碰后B在水平面上滑行的时间满足0.25s≤t≤0.5s.

点评:
本题考点: 动量守恒定律;动能定理.

考点点评: 该题中需要对碰撞的情况进行讨论,B物块停下来的时间在最长时间与最短时间之间,并不是单一的一个时间.本题是容易出错的题目.

1年前

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