题文
(10分)如图所示,在光滑水平面上有A、B两辆小车,水平面的左侧有一竖直墙,在小车B上坐着一个小孩,小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。两车开始都处于静止状态,小孩把A车以相对于地面的速度v推出,A车与墙壁碰后仍以原速率返回,小孩接到A车后,又把它以相对于地面的速度v推出。每次推出,A车相对于地面的速度都是v,方向向左。则小孩把A车推出几次后,A车返回时小孩不能再接到A车? 
题型:未知 难度:其他题型
答案
第6次推出A车后时,小孩就不能再接到A车。
解析
取水平向右为正方向,小孩第一次推出A车时,由动量守恒定律得
mBv1-mAv=0
即:v1=
当A车向右返回后,小孩第二次将A车推出的过程中,由动量守恒定律得
mAv+mBv1=-mAv+mBv2
即:v2=
设第n次推出A车时,B车速度大小为vn,由动量守恒定律得
mAv+mBvn-1=-mAv+mBvn
得vn=vn-1+
,
所以vn=(2n-1)
只要满足v≤ vn,A车返回时小孩就不能再接到A车。由上式得n≥5.5 取n=6,即第6次推出A车后时,小孩就不能再接到A车。
本题考查碰撞过程的动量守恒,注意运动过程中的往复问题,取水平向右为正方向,小孩第一次推出A车时动量守恒,找到系统的初末状态,列式可求得碰后物体B的速度大小,当A车向右返回后,小孩第二次将A车推出的过程中,系统动量守恒,同理可求得第二次推出后的末速度,利用数学归纳法可列出n次推出A车时B车速度大小的表达式,由动量守恒定律可求得A车末速度表达式,不能接到的临界条件是两者速度相同
考点
据考高分专家说,试题“(10分)如图所示,在光滑水平面上有A、.....”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。





