求:
图2
(1)当C在A的上表面滑动时,C和A组成的系统动量是否守恒?C、A、B三个物体组成的系统动量是否守恒?
(2)当C在B的上表面滑动时,C和B组成的系统动量是否守恒?C刚滑上B时的速度vC′是多大?
答案 (1)不守恒 守恒 (2)守恒 4.2 m/s
解析 (1)当C在A的上表面滑动时,由于B对A有作用力,C和A组成的系统动量不守恒.对于C、A、B三个物体组成的系统,所受外力的合力为零,动量守恒.
(2)当C在B的上表面滑动时,C和B发生相互作用,系统不受外力作用,动量守恒.由动量守恒定律得:
mCvC′+mBvA=(mB+mC)vBC
①
A、B、C三个物体组成的系统,动量始终守恒,从C滑上A的上表面到C滑离A,由动量守恒定律得:
mCvC=mCvC′+(mA+mB)vA\
②
由以上两式联立解得vC′=4.2 m/s,vA=2.6 m/s.
三、动量和能量综合问题分析
1.动量定理和动量守恒定律是矢量表达式,还可写出分量表达式;而动能定理和能量守恒定律是标量表达式,绝无分量表达式.
2.动量守恒及机械能守恒都有条件.
注意某些过程动量守恒,但机械能不守恒;某些过程机械能守恒,但动量不守恒;某些过程动量和机械能都守恒.但任何过程,能量都守恒.
3.当两物体相互作用后具有相同速度的过程损失的机械能最多.
【例4】 如图3所示,两质量分别为m1和m2的弹性小球A、B叠放在一起,从高度为h处自由落下,且h远大于两小球半径,所有的碰撞都是完全弹性碰撞