题文
如图,质量为M的长木板静止在光滑水平地面上,在木板右端有质量为m的小物块,现给物块一个水平向左的初速度v0,物块向左滑行并与固定在木板左端的轻弹簧相碰,碰后返回并恰好停在长木板右端,求:
(1)弹簧弹性势能的最大值
(2)物块在木板上滑行过程中摩擦力做的总功.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)设物块运动方向为正方向,弹簧压缩最大时,两者最终共同速度为v由动量守恒定律得:
(M+m)v=mvo
v=mM+mvo
由于物块最终停在木板最右端,故最终两者共同速度为v,由能量守恒得,整个过程放出的总热:
Q=12mvo2-12(m+M)v2=mM2(m+M)vo2
所以,弹簧压缩到最大时具有的弹性势能:
Ep=Q2=mM4(m+M)
(2)物块在木板上滑行过程中摩擦力做的总功数值上等于放出的热量,故:
Wf=Q=Mmv202(m+M)
答:(1)弹簧弹性势能的最大值为mM4(m+M)
(2)摩擦力做的总功为Mmv202(m+M)
解析
mM+m
考点
据考高分专家说,试题“如图,质量为M的长木板静止在光滑水平地面.....”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。






