题文
如图所示,在光滑的水平面上,停着质量为M、长为L的小车,一个质量为m的滑块从车内底板的正中央获得大小为v0的速度后向车壁运动,若滑块与车底板之间的动摩擦因数为μ,滑块与车壁之间的碰撞没有能量损失,求滑块与车壁的碰撞次数.
题型:未知 难度:其他题型
答案
以滑块与车壁组成的系统为研究对象,设滑块与车相对时共同速度为v,则由动量守恒定律得
mv0=(M+m)v
得到v=mv0M+m
设滑块相对于车滑动的总路程为s,则由能量守恒定律得
μmgs=12mv02-12(M+m)v2
得到s=Mv202(M+m)μg
滑块与车壁的碰撞次数为n=1+s-L2L
代入解得n=Mv022μ(M+m)gL+12
答:滑块与车壁的碰撞次数n=Mv022μ(M+m)gL+12.
解析
mv0M+m
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,在光滑的水平面上,停着质量为M.....”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。





