解题思路:(1)在细线拉紧前,A做匀加速运动,由动能定理可以求出A获得的速度;细线拉紧的瞬间,A、B组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可以求出A的速度.
(2)碰后A做初速度为零的匀加速运动,B做匀速直线运动,如果A与B位移相等时,B的速度大于A的速度,则A、B能再次发生碰撞,否则不能发生碰撞,由运动学公式分析答题.
(3)根据(2)的结论,应用位移公式求出B的位移.
(1)从运动到拉直时,A的速度为v0,
对A,由动能定理得:Eql=
1
2mv02-0,解得:v0=
2Eql
m;
绷紧前后,系统动量守恒,由动量守恒定律得:
mv0=mvA+2m•
1
2v0,解得:vA=0;
(2)第一次绷紧后,A作初速度为0的匀加速直线运动,B以速度0.5v0做匀速直线运动.
现假设二者能碰撞,B追上A的时间为t,则须同时满足下面两个条件:
①sA=sB,②vA′<vB=0.5v0,二者能相遇,
则
1
2v0t=
1
2
Eq
mt2+l且t有实数解,
相遇时后面速度比前面大:
1
2v0>
Eq
mt,
一元二次方程的判别式△=−
3Eql
2m<0故t无实数解,
说明B追不上A,二者不会发生碰撞.
(3)设第二次绷紧时间为t2则有:sB=
v0
2t2=
1
2
Eq
mt22,
解得:t2=
mv0
Eq,sB=l;
答:(1)B开始运动时,A运动的速度为0;
(2)细线在第二次绷紧前A、B不发生碰撞;
(3)A、B不发生碰撞,细线第二次绷紧前瞬间B的位移为l.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;机械能守恒定律.
考点点评: 分析清楚物体的运动过程越运动性质,应用动能定理、动量守恒定律、运动学公式即可正确解题.