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一块足够长的木板,放在光滑的水平面上,如图所示,在木板上自左向右放有A、B、C三块质量均为m的木块,它们与木板间的动摩擦因数均为μ,木板的质量为3m.开始时木板

题文

一块足够长的木板,放在光滑的水平面上,如图所示,在木板上自左向右放有A、B、C三块质量均为m的木块,它们与木板间的动摩擦因数均为μ,木板的质量为3m.开始时木板不动,A、B、C三木块的速度依次为v0、2v0、3v0,方向都水平向右;最终三木块与木板以共同速度运动.求:
(1)C木块从开始运动到与木板速度刚好相等时的位移;
(2)B木块在整个运动过程中的最小速度.


题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)以木块A、B、C与木板组成的系统为研究对象,以木块的初速度方向为正方向,
以系统为研究对象,由动量守恒定律可得:mv0+m•2v0+m•3v0=(m+m+m+3m)v,
解得:v=v0
对C,由牛顿第二定律得:-μmg=ma,
在系统速度相等前,C一直做匀减速直线运动,由速度位移公式可得:
v2-(3v02=2ax,
解得:x=4v20μg;
(2)木块B与木板相对静止时,它在整个运动过程中的速度最小,设此时木块C的速度为vC
对系统,由动量守恒定律:m(vo+2vo+3vo)=(m+m+3m)vB+mvC
对木块B,由动量定理得:-μmgt=mvB-m•2vo
对木块C,由动量定理得:-μmgt=mvC-m•3vo
由①②③式解得:vB=56v0
答:(1)C木块从开始运动到与木板速度刚好相等时的位移为4v20μg;
(2)B木块在整个运动过程中的最小速度为56v0.

解析

4v20μg

考点

据考高分专家说,试题“一块足够长的木板,放在光滑的水平面上,如.....”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:


一块足够长的木板,放在光滑的水平面上,如图所示,在木板上自左向右放有A、B、C三块质量均为m的木块,它们与木板间的动摩擦因数均为μ,木板的质量为3m.开始时木板


一块足够长的木板,放在光滑的水平面上,如图所示,在木板上自左向右放有A、B、C三块质量均为m的木块,它们与木板间的动摩擦因数均为μ,木板的质量为3m.开始时木板


一块足够长的木板,放在光滑的水平面上,如图所示,在木板上自左向右放有A、B、C三块质量均为m的木块,它们与木板间的动摩擦因数均为μ,木板的质量为3m.开始时木板

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。

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