题目
如图所示,质量为mA=2kg的木块A静止在光滑水平面上。一质量为mB= 1kg的木块B以某一初速度v0=5m/s沿水平方向向右运动,与A碰撞后都向右运动。木块A 与挡板碰撞后立即反弹(设木块A与挡板碰撞过程无机械能损失)。后来木块A与B发生二次碰撞,碰后A、B同向运动,速度大小分别为0.9m/s、1.2m/s。求: (1) 第一次木块A、B碰撞过程中A对B的冲量大小、方向? (2)木块A、B第二次碰撞过程中系统损失的机械能是多少?
答案: (1)设A、B第一次碰撞后的速度大小分别为 vA1、vB1,向右为正方向, 则由动量守恒定律得mBv0=mA vA1+mBvB1 (2分) A与挡板碰撞反弹,则第二次A、B碰撞前瞬间的速度大小分别为vA1、vB1, 设碰撞后的速度大小分别为vA2、vB2,取向左为正方向, 由动量守恒定律可得mAvA1-mBvB1=mAvA2+mBvB2 (2分) 联立解得vA1=2m/s,vB1=1 m/s (2分) 由动量定理木块B对A的冲量IBA= mA vA1=4 kgm/s方向向右(2分) 则A对B的冲量IAB=- IBA=- 4 kgm/s (1分) 方向向左(1分) (2)第二次碰撞过程中系统损失的机械能 △E=(EKA1 +EKB1)-(EKA2 +EKB2)=2.97(3分)