Question

【題目】如圖所示，質量為3kg的小車A以v0=4m/s的速度沿光滑水平面勻速運動，小車左端固定的支架通過不可伸長的輕繩懸掛質量為1kg的小球B（可看作質點），小球距離車面0.8m。某一時刻，小車與靜止在水平面上的質量為1kg的物塊C發生碰撞并粘連在一起（碰撞時間可忽略），此時輕繩突然斷裂。此后，小球剛好落入小車右端固定的砂桶中（小桶的尺寸可忽略），不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2．求：

①繩未斷前小球與砂桶的水平距離。

②小車系統的最終速度大小

③整個系統損失的機械能。

Answer 1

【答案】（1）0.4m （2）3.2m/s （3）14.4J

【解析】

與C的碰撞動量守恒：，得：

設小球下落時間為t，則：，

所以：

設系統最終速度為，由水平方向動量守恒：

得：

由能量守恒得：

解得：

故本題答案是：（1）0.4m （2）3.2m/s （3）14.4J