Question

【題目】如圖所示，質量M＝0.8kg的平板小車靜止在光滑水平地面上，在小車左端放有質量mA＝0.2kg的物塊A(可視為質點)，在物塊A正上方L＝0.45m高處有一固定懸點，通過不可伸長且長度也為L的細繩懸掛一質量mB＝0.1kg的物塊B，把細繩向左拉到某位置靜止釋放，物塊B(視為質點)在最低點時繩子拉力大小T=3N,隨后與物塊A發生彈性碰撞(時間極短)。最終物塊A沒有滑離小車。重力加速度g＝10 m/s2。求：

(1)物塊B與物塊A碰撞前瞬間速度大小v0；

(2)物塊A被碰撞后瞬間速度vA；

(3)產生的內能。

Answer 1

【答案】（1）3 m/s；（2）2 m/s；（3）0.32J

【解析】

（1）物塊B最低點：

解得v0=3m/s

（2）物塊B與物塊A發生彈性碰撞，設碰后B的速度vB,由A、B碰撞前后動量守恒、機械能守恒有：

聯立解得：vA＝2m/s

（3）最終物塊A速度與小車的相等，設物塊和小車的共同速度大小為v

由動量守恒定律有：

解得：v=0.4m/s

由能量守恒定律得：

聯立解得： Q＝0.32J