如图所示，在光滑的水平面上固定有左、右两竖直挡板，挡板间距离足够长，有一质量为M，长为L的长木板靠在左侧挡板处，另有一质量为m的小物块，放置在长木

题文

如图所示，在光滑的水平面上固定有左、右两竖直挡板，挡板间距离足够长，有一质量为M，长为L的长木板靠在左侧挡板处，另有一质量为m的小物块（可视为质点），放置在长木板的左端，已知小物块与长木板间的动摩擦因数为μ，且M>m．现使小物块和长木板以共同速度v₀向右运动，设长木板与左、右挡板的碰撞中无机械能损失．试求：



（1）将要发生第二次碰撞时，若小物块仍未从长木板上落下，则它应距长木板左端多远？
（2）为使小物块不从长木板上落下，板长L应满足什
么条件？
（3）若满足（2）中条件，且M=2kg，m=1kg，v₀=10m/s，试计算整个系统在刚发生第四次碰撞前损失的机械能．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）

；（2）

；（3）149.8J

解析

（1）第一次与右挡板碰后到达共同速度v₁的过程中，对m、M组成的系统，选定水平向左为正方向．
由动量守恒可得(M－m)v₀=(M＋m)v₁                              ①
由能量守恒可得

              ②
由①②解得


（2）上述过程中，m相对M向右滑动，且共同速度v₁向左．以后，M与左挡板碰撞，碰后m相对M向左滑动，直到重新达到共同速度v₂，则
(M－m)v₁=(M＋m)v₂                                            ③


                            ④
由③④解得


显然L₂<L₁，同理L₃<L₂，…
因此，只有第一次碰后m未从M上掉下，以后就不可能掉下，则长木板的长度L应满足


（3）根据能量守恒可得，到刚发生第四次碰撞前，系统损失的机械能


  ⑤又

            ⑥


                                             ⑦
所以，

考点

据考高分专家说，试题“如图所示，在光滑的水平面上固定有左、右两.....”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。