在光滑的水平面上沿直线按不同的间距依次排列着质量均为m的滑块,1、2、3、…(n-1)、n,滑块P的质量也为m.P从静止

在光滑的水平面上沿直线按不同的间距依次排列着质量均为m的滑块,1、2、3、…(n-1)、n,滑块P的质量也为m.P从静止开始在大小为F的水平恒力作用下向右运动,经时间T与滑块1碰撞,碰撞后滑块便粘连在一起.以后每经过时间T就与下一滑块碰撞一次,每次碰撞后均粘连在一起,每次碰撞时间极短,每个物块都可简化为质点.求



(1)第一次碰撞后瞬间的速度及第一次碰撞过程中产生的内能;
(2)发生第n次碰撞后瞬间的速度v n 为多大;
(3)第n-1个滑块与第n个滑块间的距离s n-1
wangmh5555 1年前 已收到1个回答 举报

zfzyn 幼苗

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(1)设第一次碰撞前瞬间P的速度为u 1 ,根据动量定理得:FT=mu 1
得撞前瞬间的速度u 1 =
FT
m
因碰撞时间极短,第一次碰撞后瞬间的速度为V 1 ,根据动量守恒得:mu 1 =2mV 1
得碰后瞬间速度V 1 =
FT
2m
第一次碰撞过程中产生的内能:△E=
1
2 m u 1 2 -
1
2 2m V 1 2 =
F 2 T 2
4m
(2)因每次碰撞时间极短,对从开始到发生第n次碰撞后瞬间应用动量定理:
F•nT=(n+1)mV n
解得:Vn=
nFT
(n+1)m
(3)同理可以求出第(n-1)次碰后的速度V n-1 =
(n-1)FT
nm
对第n次碰撞前全过程应用动量定理
FnT=nmu n
得到:u n =
FT
m (与n无关)
对n-1到n之间应用动能定理:
FS n-1 =
1
2 nm u n 2 -
1
2 nm
v 2n-1
代入化简得:S n-1 =
(2n-1)F T 2
2nm
答:
(1)第一次碰撞后瞬间的速度为度V 1 =
FT
2m ,第一次碰撞过程中产生的内能为
F 2 T 2
4m ;
(2)发生第n次碰撞后瞬间的速度v n
nFT
(n+1)m ;
(3)第n-1个滑块与第n个滑块间的距离s n-1 =
(2n-1)F T 2
2nm .

1年前

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