题文
在光滑的冰面上,放置一个截面为四分之一圆的半径足够大的光滑自由曲面,一个坐在冰车上的小孩手扶小球静止在冰面上.某时刻小孩将小球以v0=2m/s的速度向曲面推出(如图所示).已知小孩和冰车的总质量为m1=40kg,小球质量为m2=2kg,曲面质量为m3=10kg.试求小孩将球推出后还能否再接到球,若能,则求出再接到球后人的速度,若不能,则求出球再滑回水平面上的速度.
题型:未知 难度:其他题型
答案
人推球过程,水平方向上动量守恒:0=m2v0-m1v1,
代入数据得:v1=0.1m/s
球和曲面相互作用时,水平方向动量守恒:m2v0=-m2v2+m3v3,
机械能守恒:12m2v02=12m2v22+12m3v32,
得:v2=43m/s
∵v2>v1,所以人能再接住球.
人接球过程(以向右为正),由动量守恒有:m1v1+m2v2=(m1+m2)v共,
∴v共=1063m/s.
答:人能再接住球,接到球后人的速度为1063m/s.
解析
12
考点
据考高分专家说,试题“在光滑的冰面上,放置一个截面为四分之一圆.....”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。





