如图所示,质量M=1.5kg的小车静止于光滑水平面上并紧靠固定在水平面上的桌子右边,其上表面与水平桌面相平,小车的左端放有一质量为0.5kg的滑块Q.水平放置的

更新时间:2023-02-04 23:12:39 阅读: 评论:0

题文

如图所示,质量M=1.5kg的小车静止于光滑水平面上并紧靠固定在水平面上的桌子右边,其上表面与水平桌面相平,小车的左端放有一质量为0.5kg的滑块Q.水平放置的轻弹簧左端固定,质量为0.5kg的小物块P置于光滑桌面上的A点并与弹簧的右端接触,此时弹簧处于原长.现用水平向左的推力F将P缓慢推至B点(弹簧仍在弹性限度内),推力做功WF=4J,撤去F后,P沿桌面滑到小车左端并与Q发生弹性碰撞,最后Q恰好没从小车上滑下.已知Q与小车表面间动摩擦因数μ=0.1.(g=10m/s2)求:(1)P刚要与Q碰撞前的速度是多少?(2)Q刚在小车上滑行时的初速度v0是多少?(3)为保证Q不从小车上滑下,小车的长度至少为多少?

题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)推力F通过P压缩弹簧做功,根据功能关系有:EP=WP…①当弹簧完全推开物块P时,有:EP=12mPv2… ②由①②式联立解得:v=4 m/s(2)选取P与Q组成的系统为研究的对象,P运动的方向为正方向,则P、Q之间发生弹性碰撞,设碰撞后Q的速度为v0,P的速度为v′,由动量守恒和能量守恒得:mPv=mpv′+mQv0…③12mpv2=12mpv′2+12mQv2Q ④由③④式解得:v0=v=4m/s,v′=0(3)设滑块Q在小车上滑行一段时间后两者的共同速度为u,由动量守恒可得:mQv0=(mQ+M)u…⑤根据能量守恒,系统产生的摩擦热:μmQgL=12mQv20-12(mQ+M)u2…⑥联立⑤⑥解得:L=6m答:(1)P刚要与Q碰撞前的速度是4m/s;(2)Q刚在小车上滑行时的初速度v0是4m/s;(3)为保证Q不从小车上滑下,小车的长度至少为6m.

解析

12

考点

据考高分专家说,试题“如图所示,质量M=1.5kg的小车静止于.....”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。

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