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(2014•云南二模)如图所示,在水平地面上有两个小物块甲和乙,它们的质量分别为2m、m,甲与地面间无摩擦,乙与地面间有

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/06/08 13:29:27
(2014•云南二模)如图所示,在水平地面上有两个小物块甲和乙,它们的质量分别为2m、m,甲与地面间无摩擦,乙与地面间有摩擦.现让甲物块以速度ν.向静止的乙物块运动,并发生下列两种正碰(设碰撞时间很短).
(1)若甲与乙发生的碰撞,碰撞后的瞬间甲与乙系统的动能最小,求甲与乙系统的最小动能;
(2)若甲与乙发生的碰撞,甲与乙碰撞后,在乙刚停下时甲恰好追上乙,求甲与乙碰撞中系统损失的机械能.
(1)发生完全非弹性碰撞时,碰后系统动能最小,
甲乙碰撞过程中,系统动量守恒,以甲的初速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:2mv0=(2m+m)v,
系统最小动能:EK=
1
2×2m×v2+
1
2×m×v2=
2
3mv02
(2)甲、乙发生碰撞时动量守恒,以甲的初速度方向为正方向,
以甲乙组成的系统为研究对象,由动量守恒定律得:2mv0=2mv1+mv2
碰撞后,甲做匀速直线运动,乙做匀减速直线运动,
在乙刚停下时甲追上乙,再次发生碰撞,
两物体在这段时间内平均速度相等,则v1=
v2
2,
解得:v1=
v0
2,v2=v0
第一次碰撞系统损失的机械能:
E=
1
2•2mv02-
1
2•2mv12-
1
2mv22=
1
4mv02
答:(1)甲与乙系统的最小动能为
2
3mv02
(2)甲与乙碰撞中系统损失的机械能为
1
4mv02