
如图所示,位于同一水平面上的物块甲、乙、丙均可视为质点,质量分别为 和
,初始时甲以速度
向右匀速运动,乙、丙分别静止在
两点。已知水平面足够长,
两点间距为
,重力加速度为
,仅
两点之间的地面可能存在摩擦, 所有碰撞均没有能量损失。
(1)若 两点之间光滑,甲与乙、乙与丙各发生一次碰撞后立即将乙取走,判断甲和丙能否再次发生碰撞;
(2)若甲、乙与 间地面的动摩擦因数均为
,为使三个物块间只能发生共 2 次碰撞求
应满足的条件。
【答案】(1)不能
(2)
【知识点】利用动量守恒及能量守恒解决(类)碰撞问题
【详解】(1)若A、B两点之间光滑,规定向右为正方向,甲与乙先发生弹性碰撞,根据动量守恒和能量守恒有
,
解得
,
此后乙与丙发生弹性碰撞,有
,
解得
显然,取走乙后,甲与丙速度完全相同,故不能再相碰。
(2)由(1)可知,甲与乙先发生第一次碰撞,碰后两者的速度分别为,
,此后乙穿过AB的过程中,根据动能定理有
解得
显然根号内的值必须为正,即
解得
然后乙与丙发生第二次碰撞,根据动量守恒和能量守恒有
,
解得
为使乙不会与甲再次碰撞,应使甲、乙都在AB间减速直至都静止时也不相遇,根据动能定理有,对甲、乙分别有动能定理有
,
又
解得
综上可得
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