题文
如图所示,一平板小车静止在光滑的水平面上,质量均为m的物体A、B分别以2v和v的初速度、沿同一直线同时从小车两端相向水平滑上小车.设两物体与小车间的动摩擦因数均为μ,小车质量也为m,最终物体A、B都停在小车上(若A、B相碰,碰后一定粘在一起).求:
(1)最终小车的速度大小是多少,方向怎样?
(2)要想使物体A、B不相碰,平板车的长度至少为多长?
(3)接(2)问,求平板车达到(1)问最终速度前的位移?
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)以A、B两物体及小车组成的系统为研究对象,
以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
m•2v-mv+0=3mv′,解得:v′=v3,方向向右.
(2)由能量守恒定律得:
12m(4v)2+12mv2-12•3m(v3)2=μmgL,则L=7v23μg;
(3)①物体A、B未相碰撞,B停止时,A继续运动,此时小车开始运动.对小车应用动能定理
μmgs=12•2m(v3)2,则s=v29μg;
②物体B速度为零时正好与A相撞,碰后小车开始加速,最终达到共同速度v共=v3.
对小车应用动能定理得:μ•2mgs′=12m(v3)2,则s′=v236μg;
所以小车位移大小的取值范围是v236μg≤s≤v29μg;
速度达到v3时的位移为v236μg;
答:(1)最终小车的速度大小是v3,方向向右.
(2)平板车的长度至少为则L=7v23μg.
(3)最终速度前的位移v236μg.
解析
v3
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,一平板小车静止在光滑的水平面上.....”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。






