《2025年天星教育试题调研物理第10辑》

调研17 试题调研原创
在冰壶碰撞实验中，某同学将质量 $ m_A = 20 kg $ 的冰壶甲以速度 $ v_A = 4 m/s $ 沿直线推出，与静止的质量 $ m_B = 20 kg $ 的冰壶乙发生正碰，由于冰壶乙上贴有粘性物质，碰撞后两冰壶粘合体一起运动。随后，粘合体与静止的质量 $ m_C = 10 kg $ 的冰壶丙发生弹性碰撞。已知冰面光滑，所有碰撞均为正碰，重力加速度 $ g = 10 m/s^2 $。
(1) 求甲、乙碰撞后的共同速度 $ v_1 $ 的大小和碰撞过程中损失的机械能 $ \Delta E $；
(2) 求丙被碰撞后的速度大小 $ v_C $；
(3) 若丙碰撞后滑入粗糙冰面，滑行 $ s = 5 m $ 后停止，求冰壶与粗糙冰面间的动摩擦因数 $ \mu $。
 

答案：
(1) $v_1 = 2 \, m/s$，$\Delta E = 80 \, J$；
(2) $v_C = 3.2 \, m/s$；
(3) $\mu = 0.1024$