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如图,一块平板P2置于光滑水平面上,质量为2m,其右端固定轻质弹簧,左端放置一个物体P1,质量为m可看作质点。平板P2上弹簧的自由端离物体P1相距为L的部分是粗糙的,其余部分

网友投稿  2022-11-16 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图,一块平板P2置于光滑水平面上,质量为2m,其右端固定轻质弹簧,左端放置一个物体P1,质量为m可看作质点。平板P2上弹簧的自由端离物体P1相距为L的部分是粗糙的,其余部分是光滑,且P1与P2之间的动摩擦因数为μ 。现有一颗子弹P质量为以速度水平向右打入物体P1并留在其中,子弹打入过程时间极短。随后的运动过程中,(重力加速度为g)求

(1)子弹P打入物体P1后的共同速度v1
(2)若子弹P与物体P1最终能停在平板P2的最左端,则L至少为多少?
(3)试讨论动摩擦因数为μ与此过程中弹簧的最大弹性势能EP的关系

◎ 答案

(1)   (2)(3)若u>=时,Ep=0 若u<时,

◎ 解析


试题分析: (1)子弹P打入物体P1后的共同速度v1,根据动量守恒定律可得
,即
(2)到最后若子弹P与物体P1最终能停在平板P2的最左端,则最终所有物体的速度相同,由于在整个装置中,系统总合外力为零,设最终速度为,则


求得
(3)若u>=时,则可能在为碰到弹簧前就已经与P2达到共同速度,即Ep=0 
若u<时,则当两者速度相等时,弹簧弹性势能最大,根据可知达到共同速度为,弹性势能为
点评:本题考查了较为复杂的系统动量守恒的分析,在整个装置中,系统合外力为零,因此系统不论何时动量总是守恒。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,一块平板P2置于光滑水平面上,质量为2m,其右端固定轻质弹簧,左端放置一个物体P1,质量为m可看作质点。平板P2上弹簧的自由端离物体P1相距为L的部分是粗糙的,其余部分…”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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