【例3】 如图3所示,光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为mA=2 kg、mB=1 kg、mC=2 kg.开始时C静止,A、B一起以v0=5 m/s的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞.求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小.
图3
解析 长木板A与滑块C处于光滑水平轨道上,两者碰撞时间极短,碰撞过程中滑块B与长木板A间的摩擦力可以忽略不计,长木板A与滑块C组成的系统,在碰撞过程中动量守恒,
则mAv0=mAvA+mCvC①
两者碰撞后,长木板A与滑块B组成的系统,在两者达到共同速度之前系统所受合外力为零,系统动量守恒,mAvA+mBv0=(mA+mB)v②
长木板A和滑块B达到共同速度后,
恰好不再与滑块C碰撞,
则最后三者速度相等,vC=v③
联立①②③式,代入数据解得:vA=2 m/s
答案 2 m/s
处理多物体多过程动量守恒应注意的问题
1.正方向的选取.
2.研究对象的选取,是取哪几个物体为系统作为研究对象.
3.研究过程的选取,应明确哪个过程中动量守恒.
三、动量守恒定律应用中的临界问题分析
分析临界问题的关键是寻找临界状态.如在动量守恒定律的应用中,常常出现相互作用的两物体相距最近、避免相碰和物体开始反向运动等临界状态.其临界条件常常表现为两物体的相对速度关系与相对位移关系,这些特定关系的判断是求解这类问题的关键.