问题
问答题
在水平桌面上沿一条直线放两个完全相同的小物块A和B(可看作质点)质量均为m,它们相距s.B到桌边的距离是2s.对A施以瞬间水平冲量I,使A沿A、B连线以速度v0向B运动.设两物体碰撞时间很短,碰后不再分离.为使两物体能发生碰撞,且碰撞后又不会离开桌面,求:
(1)物体A、B与水平面间的动摩擦因数μ应满足什么条件.
(2)若μ=
,那么A、B碰撞过程系统损失的动能是多少?A、B停止运动时,到桌面右边缘的距离s′是多少?v 20 4gs

答案
(1)若要发生碰撞,则A碰到B时速度大于零,根据动能定理得,
-μmgs=0-
mv021 2
解得μ=v02 2gs
碰后系统总动能小于滑行2s过程克服阻力做的功,设碰后的速度为v,根据动能定理得,
-2μmg•2s=0-
(2m)v21 2
碰撞前,根据动能定理得,
-μmgs=
mv′2-1 2
mv021 2
碰撞过程中动量守恒,有mv′=2mv
联立三式解得,μ=v 20 18gs
所以
≤μ<v 20 18gs
.v 20 2gs
(2)若μ=
,根据动能定理得,-μmgs=v 20 4gs
mv1 2-1 2
mv021 2
解得v1=
v02 2
根据动量守恒得,mv1=2mv2
所以v2=
v02 4
A、B碰撞过程系统损失的动能△E=
mv12-1 2
•2mv22=1 2
.mv02 8
对碰撞后系统运用动能定理得,-2μmg•s″=0-
(2m)v221 2
解得s″=
s1 4
则到桌面右边缘的距离s′=2s-
s=1 4
s.7 4
故A、B碰撞过程系统损失的动能是
,A、B停止运动时,到桌面右边缘的距离s′是mv02 8
.7s 4