问题 问答题

在光滑的水平面上沿直线按不同的间距依次排列着质量均为m的滑块,1、2、3、…(n-1)、n,滑块P的质量也为mP从静止开始在大小为F的水平恒力作用下向右运动,经时间T与滑块1碰撞,碰撞后滑块便粘连在一起.以后每经过时间T就与下一滑块碰撞一次,每次碰撞后均粘连在一起,每次碰撞时间极短,每个物块都可简化为质点.求:

 

(1)第一次碰撞后瞬间的速度及第一次碰撞过程中产生的内能;

(2)发生第n次碰撞后瞬间的速度vn为多大;

(3)第n-1个滑块与第n个滑块间的距离sn-1

答案

(1);(2);(3)

(1)设第一次碰撞前瞬间P的速度为u1,根据动量定理,有

FT=mu1                                                    ①

则撞前瞬间的速度u1=                                    ②

因碰撞时间极短,第一次碰撞后瞬间的速度为v1,根据动量定理,有

FT=2mv1                                                    ③

则碰后瞬间速度v1=                                       ④

第一次碰撞过程中产生的内能△E==        ⑤

(2)因每次碰撞时间极短,对从开始到发生第n次碰撞后瞬间应用动量定理,有

FnT=(n+1)mvn                                             ⑥

解得vn=                                            ⑦

(3)同理可以求出第(n-1)次碰后的速度vn-1=       ⑧

对第n次碰撞前全过程应用动量定理

FnT=nmun                                                   ⑨

解得un=                                                ⑩(与n无关)

n-1到n之间应用动能定理,有

Fsn-1=

解得sn-1=

选择题
判断题