题文
如图所示,一块足够长的木板,放在光滑水平面上,在木板上自左向右并非放有序号是1,2,3,…,n的物体,所有物块的质量均为m,与木板间的动摩擦因数都相同,开始时,木板静止不动,第1,2,3,…n号物块的初速度分别是v
,2 v
,3 v
,…nv
,方向都向右,木板的质量与所有物块的总质量相等,最终所有物块与木板以共同速度匀速运动。设物块之间均无相互碰撞,木板足够长。试求:
小题1:所有物块与木板一起匀速运动的速度v
;
小题2:第1号物块与木板刚好相对静止时的速度v
;
小题3:通过分析与计算说明第k号(k<n=物块的最小速度v
题型:未知 难度:其他题型
答案
解析

小题1:设所有物块都相对木板静止时的速度为 v
,因木板与所有物块系统水平方向不受外力,动量守恒,应有:
m v
+m·2 v
+m·3 v
+…+m·n v
=(M + nm)v
1
M = nm, 2
解得: v
=
(n+1)v
,
小题2:设第1号物块相对木板静止时的速度为v
,取木板与物块1为系统一部分,第2 号物块到第n号物块为系统另一部分,则
木板和物块1 △p =(M + m)v
-m v
,
2至n号物块 △p
=(n-1)m·(v
- v
)
由动量守恒定律:△p=△p
,
解得 v
=
v
, 3
小题3:设第k号物块相对木板静止时的速度由v
,则第k号物块速度由k v
减为v
的过程中,序数在第k号物块后面的所有物块动量都减小m(k v
- v
),取木板与序号为1至K号以前的各物块为一部分,则
△p=(M+km)v
-(m v
+m·2 v
+…+mk v
)=(n+k)m v
-
(k+1)m v
序号在第k以后的所有物块动量减少的总量为
△p
=(n-k)m(k v
- v
)
由动量守恒得 △p=△p
,即
(n+k)m v
-
(k+1)m v
= (n-k)m(k v
- v
),
解得 v
=
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,一块足够长的木板,放在光滑水平.....”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。





