1.(2020·河北石家庄质检)如图所示,光滑水平面上木块A的质量mA=1 kg,木块B的质量mB=4 kg,质量为mC=2 kg的木块C置于足够长的木块B上,B、C之间用一轻弹簧相拴接并且接触面光滑。开始时,B、C静止,A以v0=10 m/s的初速度向右运动,与B碰撞后瞬间B的速度为3.5 m/s,碰撞时间极短。求:
(1)A、B碰撞后A的速度大小;
(2)弹簧第一次恢复原长时C的速度大小。
[解析] (1)因碰撞时间极短,A、B碰撞时,可认为C的速度为零,由动量守恒定律得
mAv0=mAvA+mBvB
解得vA==-4 m/s,负号表示方向与A的初速度方向相反。
(2)弹簧第一次恢复原长,弹簧的弹性势能为零。
设此时B的速度为v′B,C的速度为vC,由动量守恒定律和机械能守恒定律有
mBvB=mBv′B+mCvC
mBv=mBv′+mCv
得vC=vB= m/s。
[答案] (1)4 m/s (2) m/s
2.如图所示,长均为L、质量均为m的A、B两个相同的长木板靠在一起锁定在光滑水平面上,一个质量为m的滑块C从长木板A的左端以大小为v0的初速度滑上长木板,结果刚好能停在长木板B的右端,不计滑块C的大小,求:
(1)滑块C与A、B间的动摩擦因数及滑块C滑行的时间;
(2)若解除锁定,再让滑块C以同样的初速度滑上长木板A,则最终A、B的速度大小分别为多少?
[解析] (1)A、B两个长木板锁定在水平面上时,物块C刚好能滑到B的右端
根据功能关系μmg×2L=×mv
求得μ=
根据动量定理μ×mgt=mv0
求得t==。
(2)若解除锁定,设A最终速度为v1、设当C刚滑离A时,C的速度大小为v2,
根据动量守恒定律有mv0=2mv1+mv2,
根据功能关系μmgL=×mv-×2mv-×mv,
求得v1=v0,v2=v0
C滑上B以后,设B、C最终速度为v3,根据动量守恒定律
mv2+mv1=v3
求得v3=v0。
[答案] (1) (2)v0 v0