Question

【題目】如圖，水平地面上有一木板B，小物塊A（可視為質(zhì)點）放在B的右端，B板右側(cè)有一厚度與B相同的木板C。A、B以相同的速度一起向右運動，而后B與靜止的C發(fā)生彈性碰撞，碰前瞬間B的速度大小為 2 m/s，最終A未滑出C。已知A、B的質(zhì)量均為 1 kg，C的質(zhì)量為 3 kg，A與B、C間的動摩擦因數(shù)均為0.4，B、C與地面間的動摩擦因數(shù)均為0.1，取重力加速度g = 10 m/s2。求：

（1）碰后瞬間B、C的速度；

（2）整個過程中A與C之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量；

Answer 1

【答案】（1）-1m/s、1m/s（2）0.5J

【解析】

(1)設(shè)B、C兩板碰后速度分別為、，根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律有

①

②

由①②式代入數(shù)據(jù)得, ③

(2)B、C兩板碰后A滑到C上，A、C相對滑動過程中，設(shè)A的加速度為aA，C的加速度為aC，根據(jù)牛頓第二定律有 ④

⑤

由⑤式可知在此過程中C做勻速直線運動，設(shè)經(jīng)時間t后A、C速度相等，此后一起減速直到停下，則有 ⑥

在t時間內(nèi)A、C的位移分別為 ⑦

⑧

A、C間的相對位移： ⑨

A、C之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為： ⑩

由③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式代入數(shù)據(jù)得：Q = 0.5J