题文
质量为M=0.4kg的平板静止在光滑的水平面上,如图所示,当t=0时,质量为
=0.4kg的小物块A和质量为
=0.2kg的小物块B,分别从平板左右两端以相同大小的水平速度
=6.0m/s同时冲上平板,当它们相对于平板都停止滑动时,没有相碰。已知A、B两物块与平板的动摩擦因数都是0.2,g取10m/s2,求:
(1)A、B两物体在平板上都停止滑动时平板的速度;
⑵从A、B两物块滑上平板到物块A刚相对于平板静止过程中,A、B及平板组成的系统损失的机械能;
⑶请在下面坐标系中画出平板运动的v—t图象(要写出计算过程)。
题型:未知 难度:其他题型
答案
解析
⑴设物块A、B相对于平板停止滑动时,平板速度为v,根据动量守恒定律,有:
(mA-mB)vo="(M+" mA+ mB) v
所以得:
vo
⑵物块A、B滑上平板后各自对地做匀减速运动,且加速度大小相等,因A对平板的摩擦力大于B对平板的摩擦力,故平板向右做匀加速运动。因此,物块A先与平板达到共速,因A、B初速度及加速度大小均相等,故此时B的速度大小与A和平板相等,设为v1 ,根据动量守恒定律得:

所以,损失机械能为
⑶平板的运动分为三个阶段,第一阶段平板做匀加速直线运动至与A达到共速,在此过程所用的时间为t1,对平板运用动量定理,由:
所以t1=2s
第二阶段平板与A一起做匀减速直线运动到与B共速,设此过程所用时间为t2,对平板运用动量定理,得:
即t2=1.6s
第三阶段平板与AB一起以1.2m/s的速度做匀速直线运动。
故平板的V—t图像如右图所示。
点评:动量守恒是近几年高考理综物理命题的重点、热点和
焦点,也是广大考生普遍感到棘手的难点之一。动量守恒贯穿整个高中物理学习的始终,是联系大部分知识的主线,它不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径----动量的观点,同时也为我们分析问题和解决问题提供了重要依据。动量守恒可谓是高考的精华所在,重中之重,并且经常与运动学知识、能量守恒、牛顿定律等相结合,作为压轴题出现在物理试卷中。
考点
据考高分专家说,试题“质量为M=0.4kg的平板静止在光滑的水.....”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。





