问题
实验题
相距为L=2m、质量均为的两小物块A、B,静止放在足够长的水平面上,它们与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2.现在用一个F=0.3mg的水平向右的恒力推A,A开始向右运动,并与B发生多次弹性碰撞,且每次碰撞时间极短,取g=10m∕s2。求:
(1)第一次碰撞后B的速度大小;
(2)第五次碰撞后至第六次碰撞前B的运动时间;
(3)B运动的总路程.
答案
(1)2 m∕s(2)t5="0.25" s(3)2 m
(1)(6分)A匀加速L,第一次碰前的速度设为
,由动能定理得:
①(2分),
解得=" 2" m∕s(1分),
与
发生第一次弹性碰撞,遵守动量守恒和机械能守恒,设碰后速度分别为
,
,
②(2分),
③(2分),
解得:
=" 2" m∕s (1分)。
(2)(8分)第一次碰后,设经过停下,
和
位移分别为
和
,
④,
="1" m⑤,
="0.5" m⑥,
由于,因此第2次碰前,
已经停下(3分)。设第2次碰前
的速度为
,
⑦,
与
发生第2次弹性碰撞,遵守动量守恒和机械能守恒,碰后速度交换,设碰后速度分别为
,
,解得
,同理依次类推,归纳得第
次碰后
的速度
(3分),
第次碰后到第
次碰前
的运动时间
,由此得t5="0.25" s(2分)。
(3)(6分)第次碰后到第
次碰前
的运动位移
(3分)
="2m" (3分)
另解:最终靠在一起停下,由能量守恒得:
,解得
="2" m。