Question

【題目】如圖所示，在光滑的水平桌面上有一長(zhǎng)為L(zhǎng)=2m的木板C，它的兩端各有一塊擋板，C的質(zhì)量為mC=5kg，在C的中央并排放著兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊A與B，其質(zhì)量分別為mA=1kg、mB=4kg，開(kāi)始時(shí)A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)，并且A、B間夾有少許炸藥，炸藥爆炸使得A以vA=6m/s的速度水平向左運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，兩滑塊中任一塊與擋板碰撞后就與擋板合成一體，爆炸與碰撞時(shí)間不計(jì)，求：

（1）當(dāng)兩滑塊都與擋板碰撞后，板C的速度多大？
（2）從爆炸開(kāi)始到兩個(gè)滑塊都與擋板碰撞為止，板C的位移多大？方向如何？

Answer 1

【答案】
（1）解：炸藥爆炸，滑塊A與B分別獲得向左和向右的速度，由動(dòng)量守恒可知，A的速度較大（A的質(zhì)量小），A、B均做勻速運(yùn)動(dòng)，A先與擋板相碰合成一體（滿(mǎn)足動(dòng)量守恒）一起向左勻速運(yùn)動(dòng)，最終B也與擋板相碰合成一體（滿(mǎn)足動(dòng)量守恒），整個(gè)過(guò)程滿(mǎn)足動(dòng)量守恒．

整個(gè)過(guò)程A、B、C系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有：

0=（mA+mB+mC）v，

所以v=0

答：板C的速度是

（2）解：炸藥爆炸，A、B獲得的速度大小分別為vA、vB．以向左為正方向，有：

mAvA﹣mBvB=0，

解得：vB=1.5m/s，方向向右

然后A向左運(yùn)動(dòng)，與擋板相撞并合成一體，共同速度大小為vAC，

由動(dòng)量守恒，有：

mAvA=（mA+mC）vAC，

解得：vAC=1m/s

此過(guò)程持續(xù)的時(shí)間為：t1= = s

此后，設(shè)經(jīng)過(guò)t2時(shí)間B與擋板相撞并合成一體，則有：

=vACt2+vB（t1+t2），解得：t2=0.3s

所以，板C的總位移為：xC=vACt2=0.3m，方向向左

答：板C的位移大小是0.3m，方向向左．

【解析】1、炸藥爆炸，整個(gè)過(guò)程滿(mǎn)足動(dòng)量守恒，列出等式求解．2、炸藥爆炸，A、B獲得的速度大小關(guān)系可以根據(jù)動(dòng)量守恒求得，A向左運(yùn)動(dòng)，與擋板相撞并合成一體由動(dòng)量守恒求得共同速度，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解．
【考點(diǎn)精析】利用動(dòng)量守恒定律對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知?jiǎng)恿渴睾愣�律成立的條件：系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零；系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零，但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多；系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零，但在某個(gè)方向上的分量為零，則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量的分量保持不變．