题文
如图所示,一人坐在一辆小车上,车上还有25个质量均为m的小球,人、球与小车总质量为100m.人与车相对静止一起沿水平光滑轨道以v0运动.若人沿运动方向以相对地面5v0的速度将球一个个相继抛出.求:
(1)抛出第1个球后小车瞬时速度?
(2)抛出第n个球后小车瞬时速度?
(3)抛出若干球后,车能否变成反向滑行?若能则求出刚开始反向滑行时小车的速度大小;若不能则求出将球全部抛出后小车的速度大小.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)人、球与小车组成的系统在水平方向不受其他的外力作用,系统的动量守恒,选取向左为正方向,第一次抛出小球后:
Mv0=5mv0+(M-m)v1
代入数据解得:v1=9599v0,方向仍然向左;
(2)抛出第n个球后:Mv0=n•5mv0+(M-5m)vn
代入数据解得:vn=100-5n100-nv0 ①
(3)设在抛出x个小球后小车反向,则:vx<0 ②
根据①②式得:vx=100-5x100-xv0<0,即:
100-5x<0,所以x>20.所以抛出第21个小球时反向.
初速度速度:
v21=100-21×5100-21v0=-5v079v0,负号表示小车的速度方向向右,与选定的正方向相反.
答:(1)抛出第1个球后小车瞬时速度为v1=9599v0,方向向左;
(2)抛出第n个球后小车瞬时速度vn=100-5n100-nv0;
(3)抛出第21个小球时反向,v21=-5v079v0负号表示小车的速度方向向右,与选定的正方向相反.
解析
9599
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,一人坐在一辆小车上,车上还有2.....”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。





