题文
如图所示,质量为M=3kg的木板放在光滑的水平面上,在木板的最左端有一小物块(可视为质点),物块的质量为m=1kg,物块与木板间动摩擦因数为0.5,竖直固定的挡板下端离地面高略大于木板的高度,初始时,木板与物块一起以水平速度V=2m/s向右运动,当物块运动到挡板时与挡板发生无机械能损失的碰撞.求:
(1)木板足够长,求物块与挡板第一次碰撞后,物块与木板所能获得的共同速率;
(2)木板足够长,则物块与挡板第一次碰后,物块向右(相对于挡板)运动所能达到的最大距离;
(3)要使物块不会从木板上滑落,则木板长度至少应为多少?(g=10m/s2)
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)物块与挡板碰后系统动量守恒:MV0-mV0=(M+m)V
代入数据得:V=1m/s
(2)物块第一次与挡板碰后向右减速到零,相对于板右运动最远,根据能量守恒定律得
∴μmgs=12mV02
代入数据得:S=0.4m
(3)物块多次与挡板碰撞后,最终与木板同时停止,设物块相对于木板的距离为l,那
么由系统能量守恒有:μmgl=12(m+M)V02代入数据得l=1.6m
所以物块不滑出木板,木板长度至少为1.6m.
答:(1)木板足够长,求物块与挡板第一次碰撞后,物块与木板所能获得的共同速率是1m/s;
(2)木板足够长,则物块与挡板第一次碰后,物块向右(相对于挡板)运动所能达到的最大距离是0.4m;
(3)要使物块不会从木板上滑落,则木板长度至少应为1.6m.
解析
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考点
据考高分专家说,试题“如图所示,质量为M=3kg的木板放在光滑.....”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。






