Question

08年2月我國南方遭受了嚴重的冰凍災(zāi)害，很多公路路面結(jié)冰，交通運輸受到了很大影響。某校一學習小組為了研究路面狀況與物體滑行距離之間的關(guān)系，做了模擬實驗。他們用底部貼有輪胎材料的小物塊A、B分別在水泥面上和冰面上做實驗，A的質(zhì)量是B的4倍。使B 靜止，A在距B為L處，以一定的速度滑向B：

ⅰ．在水泥面上做實驗時，A恰好未撞到B；

ⅱ．在冰面上做實驗時，A撞到B后又共同滑行了一段距離，測得該距離為 。

對于冰面的實驗，請你與他們共同探討以下三個問題：

（1）A碰撞B前后的速度之比；

（2）A與B碰撞過程中損失的機械能與碰前瞬間機械能之比；

（3）要使A與B不發(fā)生碰撞，A、B間的距離至少是多大？

Answer 1

（1）   5/4   （2）20%（3）1.5L

解析:

（1）設(shè)A物塊碰撞B物塊前后的速度分別為v₁和v₂，碰撞過程中動量守恒，

  代入數(shù)據(jù)得：             （4分）

（2）設(shè)A、B兩物塊碰撞前后兩物塊組成的系統(tǒng)的機械能分別為E₁和E₂，機械能的損失為，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律：   

     %     （6分）

         

（3）設(shè)物塊A的初速度為v₀，輪胎與冰面的動摩擦因數(shù)為??，A物塊與B物塊碰撞前，根據(jù)動能定理：

                 （2分）

碰后兩物塊共同滑動過程中根據(jù)動能定理：

         （2分）

由、  及（1）、（2）得：    （2分）

設(shè)在冰面上A物塊距離B物塊為L′時，A物塊與B物塊不相撞，

則：                             （2分）