题文
如图所示,质量m1=2.0kg的木板AB静止在水平面上,木板的左侧有一个固定的半径R=0.60m的四分之一圆弧形轨道,轨道末端的切线水平,轨道与木板靠在一起,且末端高度与木板高度相同.现将质量m2=1.0kg可视为质点的小木块C,从圆弧形轨道顶端由静止释放,小木块C到达圆弧形轨道底端时的速度v0=3.0m/s.之后小木块C滑上木板AB并带动木板AB运动,当小木块C离开木板AB右端B时,木板AB的速度v1=0.5
m/s,在小木块C在木板AB上滑行的过程中,小木块C与木板AB总共损失的动能△E=2.25J.小木块C与木板AB间的动摩擦因数μ=0.1.木板AB与地面间的摩擦及空气阻力可忽略不计.取g=10m/s2.求
(1)小木块C运动到圆弧形轨道末端时所受支持力的大小;
(2)小木块C在圆弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功;
(3)小木块C在木板AB上运动过程中,小木块C相对于地面的位移.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)小木块通过圆弧形轨道末端时,
由牛顿第二定律得:F-m2g=m2v20R,
解得小木块受到的支持力:F=25N;
(2)小木块在圆弧形轨道上下滑过程中,
由动能定理得:m2gR-Wf=12m2v02-0,
解得克服摩擦力做的功Wf=1.5J;
(3)木块C与木板AB间的摩擦力f=μm2g,
由动能定理得:
对木板:fs1=12m1v12-0,
对小木块:-fs2=12m2(v22-v02),
木块与木板间的位移关系:s2=s1+L,
小木块与木板总共损失的动能△E=fL,
解得:s2=2.5m;
答:(1)小木块C运动到圆弧形轨道末端时所受支持力大小为25N;
(2)小木块C在圆弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功为1.5J;
(3)小木块C在木板AB上运动过程中,小木块C相对于地面的位移为2.5m.
解析
m2v20R
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,质量m1=2.0kg的木板AB.....”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。





