Question

如圖1所示，物塊A、B的質(zhì)量分別是m1=4.0kg和m2=6.0kg，用輕彈簧相連接放在光滑的水平面上，物塊B左側(cè)與豎直墻相接觸．另有一個物塊C從t=0時刻起以一定的速度向左運動，在t=0.5s時刻與物塊A相碰，碰后立即與A粘在一起不再分開．物塊C的v-t圖象如圖2所示．試求：
（1）物塊C的質(zhì)量m₃；
（2）在5.0s到15s的時間內(nèi)物塊A的動量變化的大小和方向．

Answer 1

分析：（1）由圖乙所示圖象求出物塊C碰撞前后C的速度，以A與C組成的系統(tǒng)為研究對象，在A與C碰撞過程中動量守恒，由動量守恒定律可以求出物塊C的質(zhì)量．
（2）由圖象求出第5.0s和第15s末物塊A的速度，然后求出物塊A動量的變化．

解答：解：（1）由圖象可知，物體C與物體A相碰前的速度為v₁=6m/s，
相碰后的速度為：v₂=2m/s，
由動量守恒定律得：m₃v₁=（m₁+m₃）v₂，
解得：m₃=2.0 kg． 
（2）規(guī)定向左的方向為正方向，由圖象可知，
在第5.0s和第15s末物塊A的速度分別為：v₂=2m/s，v₃=-2m/s，
物塊A的動量變化為：△p=m₁（v₃-v₂）=-16kg?m/s，
即在5.0s到15s的時間內(nèi)物塊A動量變化的大小為：
16 kg?m/s，方向向右．
答：（1）物塊C的質(zhì)量為2.0kg；
（2）物塊A動量變化的大小為16kg?m/s，方向：方向向右．

點評：動量是矢量，在應(yīng)用動量守恒定律、求動量的變化時要注意正方向的選擇．