题文
如图(1)所示,物体A、B的质量分别是4kg和8kg,由轻弹簧连接,放在光滑的水平面上,物体B左则与竖直墙壁相接触.另有一个物体C水平向左运动,在t=5s时与物体A相碰,并立即与A有相同的速度,一起向左运动,物块C的速度一时间图象如图(2)所示.
(1)求物块C的质量;
(2)弹簧压缩具有的最大弹性势能.
(3)在5s1到5s的时间内墙壁对物体B的作用力的冲量.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)由图象可得:物体C以速度v0=6m/s与A相碰,碰撞后两者立即有相同的速度v=2m/s.A、C相互作用时间很短,水平方向动量守恒,有:
mCv0=(mC+mA)v
解得:mC=mAvv0-v=2kg
(2)物块C和A一起向左运动,压缩弹簧,当它们的动能完全转化为弹性势能,弹簧的弹性势能最大,最大的弹性势能为
EP=12(mA+mC)v2=12J
(3)在5s到15s内,墙壁对B的作用力F等于轻弹簧的弹力,轻弹簧的弹力使物体A和C的速度由2m/s减到0,再反弹到2m/s,则弹力的冲量等于F的冲量为:
I=(mA+mC)v-[-(mA+mC)v]=24N•s,方向向右.
答:
(1)物块C的质量是2kg;
(2)弹簧压缩具有的最大弹性势能为12J.
(3)在5s到5s的时间内墙壁对物体B的作用力的冲量是24N•s,方向向右.
解析
mAvv0-v
考点
据考高分专家说,试题“如图(1)所示,物体A、B的质量分别是4.....”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。





