Question

13．如图所示，有一条光滑轨道，其中一部分是水平的．一质量为2m的滑块A以v_A=15m/s的速度向左滑行，另一质量为m的滑块B从5m高处由静止开始下滑，它们在水平轨道相碰后，B滑块刚好能返回到出发点．求碰撞后A的瞬时速度．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 B下滑的过程中只有重力做功，由机械能守恒定律求出B的速度；A与B碰撞的过程中水平方向系统不受力，应用动量守恒定律求出A的速度．

解答 解：物体从斜面上下滑时机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh=$\frac{1}{2}$mv_B²，
解得：v_B=$\sqrt{2gh}=\sqrt{2×10×5}=10$m/s，方向向右；
碰后B刚能回到B点，说明碰后B速度大小为v_B′=10m/s，水平向左．
碰撞时A、B组成的系统动量守恒，设向左方向为正方向，由动量守恒定律可得：
m_Av_A-m_Bv_B=m_Av_A′+m_Bv_B′，
代入数据解得：v_A′=5m/s，方向水平向左；
答：碰撞后A的瞬时速度大小是5m/s，方向向左．

点评 本题考查了求速度、判断碰撞类型，分析清楚物体运动过程、应用机械能守恒定律、动量守恒定律、知道碰撞类型即可正确解题．