如图所示，两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上，质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于P1的最右端，质量为2m且可以看

题文

如图所示，两块相同平板P₁、P₂置于光滑水平面上，质量均为m。P₂的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于P₁的最右端，质量为2m且可以看作质点。P₁与P以共同速度v₀向右运动，与静止的P₂发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后P₁与P₂粘连在一起，P压缩弹簧后被弹回并停在A点（弹簧始终在弹性限度内）。P与P₂之间的动摩擦因数为μ，求：



（1）P₁、P₂刚碰完时的共同速度v₁和P的最终速度v₂；
（2）此过程中弹簧最大压缩量x和相应的弹性势能E_p。

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）

，

 （2）

，

解析

（1） P₁、P₂碰撞过程，动量守恒，

，解得

。
对P₁、P₂、P组成的系统，由动量守恒定律 ，

，解得

 
（2）当弹簧压缩最大时，P₁、P₂、P三者具有共同速度v₂，对P₁、P₂、P组成的系统，从P₁、P₂碰撞结束到P压缩弹簧后被弹回并停在A点，用能量守恒定律


  解得


对P₁、P₂、P系统从P₁、P₂碰撞结束到弹簧压缩量最大，用能量守恒定律



最大弹性势能


注意三个易错点：碰撞只是P₁、P₂参与；碰撞过程有热量产生；P所受摩擦力，其正压力为2mg
【考点定位】碰撞模型、动量守恒定律、能量守恒定律、弹性势能、摩擦生热。中档题

考点

据考高分专家说，试题“如图所示，两块相同平板P1、P2置于光滑.....”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。