质量为M=0.4kg的平板静止在光滑的水平面上,如图所示,当t=0时,质量为=0.4kg的小物块A和质量为=0.2kg的小物块B,分别从平板左右两端以相同大小的水平速度=6.0m/s同时冲

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

质量为M=0.4kg的平板静止在光滑的水平面上,如图所示,当t=0时,质量为=0.4kg的小物块A和质量为=0.2kg的小物块B,分别从平板左右两端以相同大小的水平速度=6.0m/s同时冲上平板,当它们相对于平板都停止滑动时,没有相碰。已知A、B两物块与平板的动摩擦因数都是0.2,g取10m/s2,求:

(1)A、B两物体在平板上都停止滑动时平板的速度;
⑵从A、B两物块滑上平板到物块A刚相对于平板静止过程中,A、B及平板组成的系统损失的机械能;
⑶请在下面坐标系中画出平板运动的v—t图象(要写出计算过程)。

◎ 答案

(1)(2)8.8J
(3)

◎ 解析

⑴设物块A、B相对于平板停止滑动时,平板速度为v,根据动量守恒定律,有:
(mA-mB)vo="(M+" mA+ mB) v
所以得:vo
⑵物块A、B滑上平板后各自对地做匀减速运动,且加速度大小相等,因A对平板的摩擦力大于B对平板的摩擦力,故平板向右做匀加速运动。因此,物块A先与平板达到共速,因A、B初速度及加速度大小均相等,故此时B的速度大小与A和平板相等,设为v1 ,根据动量守恒定律得:
      
所以,损失机械能为

⑶平板的运动分为三个阶段,第一阶段平板做匀加速直线运动至与A达到共速,在此过程所用的时间为t1,对平板运用动量定理,由: 所以t1=2s
第二阶段平板与A一起做匀减速直线运动到与B共速,设此过程所用时间为t2,对平板运用动量定理,得:  即t2=1.6s
第三阶段平板与AB一起以1.2m/s的速度做匀速直线运动。
故平板的V—t图像如右图所示。

点评:动量守恒是近几年高考理综物理命题的重点、热点和
焦点,也是广大考生普遍感到棘手的难点之一。动量守恒贯穿整个高中物理学习的始终,是联系大部分知识的主线,它不仅为解决力学问题开辟了一条新的重要途径----动量的观点,同时也为我们分析问题和解决问题提供了重要依据。动量守恒可谓是高考的精华所在,重中之重,并且经常与运动学知识、能量守恒、牛顿定律等相结合,作为压轴题出现在物理试卷中。

◎ 知识点

    专家分析,试题“质量为M=0.4kg的平板静止在光滑的水平面上,如图所示,当t=0时,质量为=0.4kg的小物块A和质量为=0.2kg的小物块B,分别从平板左右两端以相同大小的水平速度=6.0m/s同时冲…”主要考查了你对  【动量守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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