题文
如图所示,一水平直轨道CF与半径为R的半圆轨道ABC在C点平滑连接,AC在竖直方向,B点与圆心等高。一轻弹簧左端固定在F处,右端与一个可视为质点的质量为
的小铁块甲相连。开始时,弹簧为原长,甲静止于D点。现将另一与甲完全相同的小铁块乙从圆轨道上B点由静止释放,到达D点与甲碰撞,并立即一起向左运动但不粘连,它们到达E点后再返回,结果乙恰回到C点。已知CD长为L1,DE长为L2,EC段均匀粗糙,ABC段和EF段均光滑,弹簧始终处于弹性限度内。
(1)求直轨道EC段与物块间动摩擦因素.
(2)要使乙返回时能通过最高点A,可在乙由C向D运动过程中过C点时,对乙
加一水平向左恒力,至D点与甲碰撞前瞬间撤去此恒力,则该恒力至少多大?
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)设乙与甲碰前瞬间速度为
,碰后瞬间速度为
,甲乙一起返回到D时速度为
.
乙从B到D有 
①-------(2分)
碰撞过程由动量守恒得 
②-------(2分)
甲乙从D到E再回到D有 
③--(3分)
乙从D到C 有 
④-------(3分)
联立解得
(2)设对乙加的最小恒力为F
从B到D有 
⑤-------(2分)
碰撞过程由动量守恒得 
⑥---(1分)
甲乙从D到E再回到D有
⑦-(1分)
乙从D到A有
⑧-------(2分)
在A点有 
⑨-------(2分)
联立⑤⑥⑦⑧⑨解得
--------------------(2分)
解析
略
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,一水平直轨道CF与半径为R的半.....”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。





