如图，一块平板P2置于光滑水平面上，质量为2m，其右端固定轻质弹簧，左端放置一个物体P1，质量为m可看作质点。平板P2上弹簧的自由端离物体P1相距为L的部分是粗

题文

如图，一块平板P₂置于光滑水平面上，质量为2m，其右端固定轻质弹簧，左端放置一个物体P₁，质量为m可看作质点。平板P₂上弹簧的自由端离物体P₁相距为L的部分是粗糙的，其余部分是光滑，且P₁与P₂之间的动摩擦因数为μ 。现有一颗子弹P质量为

以速度

水平向右打入物体P₁并留在其中，子弹打入过程时间极短。随后的运动过程中，（重力加速度为g）求



（1）子弹P打入物体P₁后的共同速度v₁
（2）若子弹P与物体P₁最终能停在平板P₂的最左端，则L至少为多少？
（3）试讨论动摩擦因数为μ与此过程中弹簧的最大弹性势能E_P的关系

题型：未知 难度：其他题型

答案

(1)

  （2）

（3）若u>=

时，Ep=0 若u<

时，

解析

（1）子弹P打入物体P₁后的共同速度v₁，根据动量守恒定律可得


，即


（2）到最后若子弹P与物体P₁最终能停在平板P₂的最左端，则最终所有物体的速度相同，由于在整个装置中，系统总合外力为零，设最终速度为

，则






求得


（3）若u>=

时，则可能在为碰到弹簧前就已经与P2达到共同速度，即Ep=0 
若u<

时，则当两者速度相等时，弹簧弹性势能最大，根据

可知达到共同速度为

，弹性势能为


点评：本题考查了较为复杂的系统动量守恒的分析，在整个装置中，系统合外力为零，因此系统不论何时动量总是守恒。

考点

据考高分专家说，试题“如图，一块平板P2置于光滑水平面上，质量.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。

动量守恒定律

动量守恒定律：
1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、表达式：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁'+m₂v₂'。
3、动量守恒定律成立的条件：
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零；
②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计；
③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”：
①矢量性；②瞬时性；③相对性；④普适性。

动量守恒定律与机械能守恒定律的比较：

系统动量守恒的判断方法:

方法一：南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下：
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判断系统的动量是否守恒。
方法二：南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下：
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析，确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况，进而判定系统的动量是否守恒。