在光滑水平桌面上,有一长为l=2 m的木板C,它的两端各有一挡板,C的质量mC=5 kg,在C的正中央并排放着两个可视为质点的滑块A、B,质量分别为mA=1 kg,mB=4 kg,开始时A、B、C都静

所属学校:学历教育 科目:高中物理 2024-11-06 08:52:45 高中物理

在光滑水平桌面上,有一长为l=2 m的木板C,它的两端各有一挡板,C的质量mC=5 kg,在C的正中央并排放着两个可视为质点的滑块A、B,质量分别为mA=1 kg,mB=4 kg,开始时A、B、C都静止,并且AB间夹有少量的塑胶炸药,如图16-5-2所示,炸药爆炸使得A以6 m/s的速度水平向左运动,如果A、B与C间的摩擦可忽略不计,两滑块中任一块与挡板碰撞后都与挡板结合成一体,爆炸和碰撞时间都可忽略.求:

1

(1)当两滑块都与挡板相撞后,板C的速度多大?

(2)到两个滑块都与挡板碰撞为止,板的位移大小和方向如何?

【答案】

(1)0.(2)0.3 m

【解析】

炸药爆炸,滑块A与B分别获得向左和向右的速度,由动量守恒可知,A的速度较大(A的质量小),A、B均做匀速运动,A先与挡板相碰合成一体(满足动量守恒)一起向左匀速运动,最终B也与挡板相碰合成一体(满足动量守恒),整个过程满足动量守恒.

(1)整个过程A、B、C系统动量守恒,有:0=(mA+mB+mC)v,

所以v=0

(2)炸药爆炸,A、B获得的速度大小分别为vA、vB.以向左为正方向,有:

mAvA-mBvB=0,

解得:vB=1.5m/s,方向向右

然后A向左运动,与挡板相撞并合成一体,共同速度大小为vAC,

由动量守恒,有:

mAvA=(mA+mC)vAC,

解得:vAC=1m/s

此过程持续的时间为:1

此后,设经过t2时间B与挡板相撞并合成一体,则有:2=vACt2+vB(t1+t2),

解得:t2=0.3s

所以,板C的总位移为:xC=vACt2=0.3m,方向向左.

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