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

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。