题文
在光滑水平面上放有如图10所示的用绝缘材料制成的“┙”型滑板,其质量为,在滑板右端A壁左侧有一质量为,带电荷量为q=+2C的小铁块,在小铁块与A壁之间夹有一小堆火药,整个装置始终处于场强为E=10N/C的水平向右的匀强电场中。初始时刻,使滑板与小铁块都处于静止,现点燃火药。设火药爆炸时有100J的能量转化为滑板和小铁块的机械能,滑板水平部分足够长,小铁块和火药的体积大小、小铁块与滑板面的摩擦均不计,火药爆炸的作用力远大于电场力,爆炸后,滑板和小铁块质量、形状均不变,小铁块没有电量损失,小铁块始终未脱离滑板。试求:(1)火药爆炸瞬间后,滑板、小铁块的速度大小分别为多少?(爆炸时间可忽略)(2)小铁块从火药爆炸后到第一次与A壁碰撞前,滑板和小铁块的速度大小分别为多少?(3)小铁块从火药爆炸后到第一次与A壁碰撞前,电场力所做的功为多少?
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)(2) (3)W=
解析
(1):以滑板、小铁块为系统,火药爆炸瞬间,系统动量守恒,以水平向右的方向为正方向,设火药爆炸后瞬间滑板、小铁块速度大小分别为则有: ① 由能量关系得: ② 代入数值解①②得: (2)火药爆炸后,滑板所受合外力为零,则以的速度做匀速直线运动,故小铁块与A壁第一次碰撞前滑板的速度; 小铁块先向左做匀减速直线运动,再向右做匀加速直线运动,设小铁块回到初位置的时间为t;在此过程中,电场力做功为零,此时速度方向向右,且大小为由动量定理得: 代入数值得:t=4秒 设滑板在时间内运动的位移为 ,再经过与A壁第一次碰撞,滑板在内匀速运动的位移为,小铁块在内匀加速运动的位移为, 则有: 又小铁块加速度 ∴小铁块与A壁第一次碰撞前瞬间的速度: (3)设小铁块从爆炸后到与A壁第一次碰撞前的过程中的位移为S,则有: ∴电场力做功W=
考点
据考高分专家说,试题“在光滑水平面上放有如图10所示的用绝缘材.....”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。
本文发布于:2023-02-04 23:13:05,感谢您对本站的认可!
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