如图所示,质量M=5.0kg的平板车A原来静止于光滑水平面上,A与竖直固定挡板的距离d=0.050m.质量m=3.0kg的滑块B以大小v0=1.64m/s的初速水平向右滑上平板车.一段时间后,A车
◎ 题目
如图所示,质量M=5.0kg的平板车A原来静止于光滑水平面上,A与竖直固定挡板的距离d=0.050m.质量m=3.0kg的滑块B以大小v0=1.64m/s的初速水平向右滑上平板车.一段时间后,A车与挡板发生碰撞.设车碰挡板前后的速度大小不变但方向相反,且碰撞的时间极短.已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.15,A的车板足够长,重力加速度g=10m/s2.求: (1)A车第一次碰到挡板前瞬间,车A和滑块B的速度vA和vB各是多大? (2)当A车与挡板所有可能的碰撞都发生后,车A和滑块B稳定后的速度是多少? |
◎ 答案
(1)假设A车第一次碰到挡板前一直做加速运动 对车A,由动能定理有 fd=μmgd=
代入数据解得vA=0.30m/s ② 车碰到挡板前,车A和滑块B组成的系统动量守恒,有 mv0=mvB+MvA ③ 将vA=0.30m/s和其它数据代入解得 vB=1.14m/s ④ 此时vB>vA,说明此前B一直与车A发生相对滑动,车A一直加速. 因此车碰到挡板前,车A和滑块B的速度分别是 vA=0.30m/s,vB=1.14m/s (2)假设车到第二次碰到挡板之前,B已经停在车上,则车从第一次碰到挡板之后到第二次碰到挡板之前的这段时间内,车A和滑块B组成的系统动量守恒,取向右方向为正方向,有 mvB-MvA=(m+M)v′⑤ 代入数据解得v′=0.24m/s(方向向右) ⑥ 因为v′<vA,说明车从第一次碰到挡板之后到第二次碰到挡板之前的这段时间内,车A先向左做减速运动,再向右做加速运动,最后保持匀速运动直到第二次碰撞挡板. 车到第二次碰到挡板之后,系统的总动量方向向左,由动量守恒定律可得 mv′-Mv′=(m+M)v″⑦ 代入数据解得v″=-0.03m/s(负号方向向左) ⑧ 答:(1)A车第一次碰到挡板前瞬间,车A和滑块B的速度vA和vB各是0.30m/s、1.14m/s. (2)当A车与挡板所有可能的碰撞都发生后,车A和滑块B稳定后的速度是0.03m/s,反向向左. |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,质量M=5.0kg的平板车A原来静止于光滑水平面上,A与竖直固定挡板的距离d=0.050m.质量m=3.0kg的滑块B以大小v0=1.64m/s的初速水平向右滑上平板车.一段时间后,A车…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】,【动能定理】,【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。- 最新内容
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下一篇:如图所示,在以O为圆心,半径为R=103cm的圆形区域内,有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.10T,方向垂直纸面向外.竖直平行放置的两金属板A、K相距为d=203mm,连
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