题文
如图所示,在高为1.25m的光滑水平台面上放着两个质量分别为0.2kg和0.3kg的小球B、C,两球间用轻质弹簧连接。现有一质量为0.1kg的小球A以v0=10m/s的水平速度与B球在极短的时间内发生正碰并被反弹,A球从水平台上下落后,落地点距平台右边缘的水平距离为1m。已知三个小球半径相同,弹簧的形变在弹性限度内,不计空气阻力,g取10m/s2。求:
(1)碰后小球A的速度;
(2)碰后小球B在压缩弹簧的过程中弹簧的最大弹性势能。
题型:未知 难度:其他题型
答案
解析
(1)碰后小球A做平抛运动,设碰后小球A反弹后的速度大小为v1,
水平方向
①
竖直方向
②
由①②解得
③
(2)设碰后小球B的速度大小为v2,碰撞过程时间极短,A、B碰撞动量守恒
④
解得
碰后小球B以v2压缩弹簧,当两者速度相同时弹簧的弹性势能最大,设弹性势能最大时B、C的共同速度为v3,根据动量守恒,有:
⑤
解得
小球B压缩弹簧的过程中,小球B、C和弹簧组成的系统的能量守恒,有:
⑥
解得
⑦
评分标准:本题满分18分,其中(1)问6分,①②③式各2分;(2)问12分,④⑤⑥⑦式各3分。
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,在高为1.25m的光滑水平台面.....”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。





