题文
如图所示,质量为M=2kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量为MA=2kg 的物体A (可视为质点). 一个质量为m=20g 的子弹以500m/s 的水平速度迅即射穿A后,速度变为100m/s(子弹不会落在车上),最后物体A静止在车上.若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5.(取g=10m/s2)
(1)平板车最后的速度是多大?
(2)子弹射穿物体A过程中系统损失的机械能为多少?
(3)A在平板车上滑行的距离为多少?
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)设平板车最后的速度是v,子弹射穿A后的速度是v1.以子弹、物体A和小车组成的系统为研究对象,根据动量守恒定律得
mv0=mv1+(M+MA)v
代入解得 v=4m/s
(2)以子弹与A组成的系统为研究对象,由动量守恒定律得
mv0=mv1+MAv2
代入解得子弹射穿A后A获得的速度v2=4m/s
所以子弹射穿物体A过程中系统损失的机械能△E=12mv20-12mv21-12MAv22=2384 J
(3)假设A在平板车上滑行距离为d.
根据能量守恒定律
μmgd=12MAv22-12(M+MA)v2
代入解得 d=0.8m
答:(1)平板车最后的速度是4m/s;
(2)子弹射穿物体A过程中系统损失的机械能为2384J;
(3)A在平板车上滑行的距离为0.8m.
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=2kg的足够长的小平.....”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。






