题文
在光滑的水平桌面上有一长L=2米的木板C,它的两端各有一块档板,C的质量mC=5千克,在C的正中央并排放着两个可视为质点的滑块A和B,质量分别为mA=1千克,mB=4千克。开始时,A、B、C都处于静止,并且A、B间夹有少量塑胶炸药,如图15-1所示。炸药爆炸使滑块A以6米/秒的速度水平向左滑动,如果A、B与C间的摩擦可忽略,两滑块中任一块与档板碰撞后都与挡板结合成一体,爆炸和碰撞所需时间都可忽略。
小题1:(1)当两滑块都与档板相碰撞后,板C的速度多大?
小题2:(2)到两个滑块都与档板碰撞为止,板的位移大小和方向如何?
题型:未知 难度:其他题型
答案
【答案1】C板的速度为零。
【答案2】C的位移为:SC=VCt2=1×0.3=0.3米,方向向左。
解析

【解析1】(1)设向左的方向为正方向。炸药爆炸前后A和B组成的系统水平方向动量守恒。设B获得的速度为mA,则mAVA+mBVB=0,所以:VB=-mAVA/mB=-1.5米/秒对A、B、C组成的系统,开始时都静止,所以系统的初动量为零,因此当A和B都与档板相撞并结合成一体时,它们必静止,所以C板的速度为零。
【解析2】
(2)以炸药爆炸到A与C相碰撞经历的时间:t1=(L/2)/VA=1/6秒,
在这段时间里B的位移为:SB=VBt1=1.5×1/6=0.25米,
设A与C相撞后C的速度为VC,A和C组成的系统水平方向动量守恒:mAVA=(mA+mC)VC,
所以VC=mAVA/(mA+mC)=1×6/(1+5)=1米/秒
B相对于C的速度为: VBC=VB-VC=(-1.5)-(+1)=-2.5米/秒
因此B还要经历时间t2才与C相撞:
t2=
=(1-0.25)/2.5=0.3秒,
故C的位移为:SC=VCt2=1×0.3=0.3米,
方向向左,如图15-2所示。
考点
据考高分专家说,试题“在光滑的水平桌面上有一长L=2米的木板C.....”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。





