一道高中物理题请教,急

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/27 16:21:04
A,B两木块质量分别为m1=1kg,m2=2kg,置于小车C上,小车质量m3=1kg,A,B间粘有少量炸药,A,B与小车间的动摩擦因数均为0.5,小车静止在光滑水平面上,若炸药爆炸释放的能量有12J转化为A,B的机械能,其余的转化为内能。A,B始终在小车表面上水平运动,求A,B在小车上的滑行时间各为多少?(需要详细的解题过程)

A和B组成的系统在爆炸前后的瞬间动量守恒,因爆炸两物体获得的速度满足m1*v1m2*v2,v1=2v2
又由能量的转化可得12=m1*v1^2/2+m2*v2^2/2,
12=v1^2/2+v2^2,两式联立可得到v1=4m/s,v2=2m/2.
A与C间的摩擦力为5N,B与C间的摩擦力为10N,所以爆炸后,下车受到5N的合力,将向B运动的方向加速,由于B的初始速度小,而A、B的加速度都为5m/s^2,所以B将先停下来,要注意的是此时所说的“停下”不是指B的速度为零,而是指的它相对于C静止,这时候B和C都是有一定的速度的,可以设为V,它可由B、C两者的运动方程解出:
V=v2-a2*t2......(1);
V=a3*t2......(2);
这里的t2就是B运动到相对于C静止时的时间,即题目要求的滑行时间。
将(2)代入(1)得
V=v2-(a2/a3)*V=2-V,V=1m/s,代入上式就可以求得t2=2s。
此时A的速度降为v1-a1*t2=4-1=3m/s.接下来的运动过程就是A拖着B和C的组合体向相反方向运动了,运动的结果是三个物体最后都相对于地面静止。这是因为自始至终由A、B和C组成的系统动量守恒,起于零,必然也终于零,所以A在剩下的路程中运动的时间为t=3/a1=6s,而A的滑行时间则要在加上前面和B一起滑行的2s,一共是8s。