试题难度:难度:中档 试题类型:问答题 试题内容:如图所示,静置于水平地面的三辆手推车沿一直线排列,质量均为m,人在极短时间内给第一辆车一水平冲量使其运动,当车运动了距离L时与第二辆车相碰,两车以共同速度继续运动了距离L时与第三车相碰,三车以共同速度又运动了距离L时停止.车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍,重力加速度为g,若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用,碰撞时间很短,忽略空气阻力,求:
(1)整个过程中摩擦阻力所做的总功;
(2)人给第一辆车水平冲量的大小;
(3)第一次与第二次碰撞系统功能损失之比.

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试题答案:(1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为W,则W=-kmgL-2kmgL-3kmgL=-6kmgL;即整个过程中摩擦阻力所做的总功为-6kmgL.(2)设第一车初速度为u0,第一次碰前速度为v1,碰后共同速度为u1;第二次碰前速度为v2,碰后共同速度为u2;人给第一车的水平冲量大小为I.由动能定理,对三段减速过程列式-kmgL=12mv21-12mu20-2kmgL=12(2m)v22-12(2m)u21-3kmgL=0-12(3m)u22由动量守恒定律对两次碰撞过程列式mv1=2mu12mv2=3mu2人推车过程,由动量定理列式I=mu0-0联立以上六式,解得:I=2m7kgL即人给第一辆车水平冲量的大小为2m7kgL.(3)设两次碰撞中系统动能损失分别为△Ek1和△Ek2△Ek1=12(2m)u12-12mv12=132kmgL△Ek2═12(3m)u22-12(2m)v22=32kmgL因而 △Ek1△Ek2=133即第一次与第二次碰撞系统功能损失之比为13:3.