Question

如圖所示，光滑水平軌道上靜置一個質量為小物塊，軌道右端光滑水平地面上放有質量為、長度為的小車，小車左端靠在水平軌道的右端，且小車上表面和水平軌道相平。質量為小物塊以的水平向右的速度和小物塊發(fā)生正碰，碰后小物塊被彈回，速度大小為，小物塊滑上小車。已知小物塊和小車間的動摩擦因數為，重力加速度=10。

（1）通過計算判斷小物塊和發(fā)生的碰撞是否為彈性碰撞；

（2）小物塊在小車上滑行的過程中，因摩擦產生的熱量是多大。

 

Answer 1

（1）小物塊和發(fā)生碰撞，根據動量守恒

                                                                 ①

碰撞前系統(tǒng)的機械能                                               ②

碰撞前系統(tǒng)的機械能                  ③

                                                       

由①②③式代入數據解得

所以小物塊和發(fā)生的碰撞是彈性碰撞。

                                                                                                  

（2）假設小物塊和小車最后能共速，根據動量守恒定律

                                         ④

根據摩擦生熱方程

                             ⑤

由④⑤式并代入數據得

，假設不成立

小物塊在小車上滑行過程中，產生的熱量

                                                ⑥

由⑥式并代入數據得

評分標準：①②③式各2分，結果2分；④⑤⑥式各2分，判斷和結果各1分，共計16分。