题文
如图所示,在光滑的水平桌面上有一质量mC=5kg的长木板C,它的两端各有一块挡板.在板的正中央并排放着两个滑块A和B,它们的质量分别为mA=1kg,mB=4kg.A、B间有一个被压缩的轻质弹簧.开始时A、B、C均处于静止,突然松开弹簧,在极短的时间内弹簧将A、B弹出,A以vA=6m/s的速率水平向左滑动.两滑块与挡板碰后都与挡板结成一体,且与挡板碰撞时间极短.不计A、B和C间的摩擦.
求:
(1)B被弹出时的速度vB;
(2)弹簧松开前的弹性势能EP;
(3)当两个滑块都与挡板碰撞后,板C的速度vC.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)以A、B为研究对象,对其受力分析,合外力为零,动量守恒.
取水平向左为正方向,根据动量守恒定律得:
0=mAvA+mBvB
代入数据求得:vB=-1.5m/s
方向水平向右
(2)弹簧松开的过程中,只有弹簧的弹力做功,A、B和弹簧组成的系统机械能守恒.
根据机械能守恒定律有:
EP=12mAvA2+12mBvB2
代入数据,求出弹簧的弹性势能EP=22.5J
(3)以A、B、C为研究对象,经受力分析,系统动量守恒.
根据动量守恒定律有:
0=(mA+mB+mC)vC
代入数据得:vC=0
答:(1)B被弹出时的速度为-1.5m/s.
(2)弹簧松开前的弹性势能为22.5J.
(3)当两个滑块都与挡板碰撞后,板C的速度为0.
解析
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考点
据考高分专家说,试题“如图所示,在光滑的水平桌面上有一质量mC.....”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。





