(20分)如图1所示,木板A静止在光滑水平面上,一小滑块B(可视为质点)以某一水平初速度从木板的左端冲上木板。(1)若木板A的质量为M,滑块B的质量为m,初速度为v0,且滑块B没有

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(20分)
如图1所示,木板A静止在光滑水平面上,一小滑块B(可视为质点)以某一水平初速度从木板的左端冲上木板。

(1)若木板A的质量为M,滑块B的质量为m,初速度为v0,且滑块B没有从木板A的右端滑出,求木板A最终的速度v。
(2)若滑块B以v1=3.0m/s的初速度冲上木板A,木板A最终速度的大小为v=1.5m/s;若滑块B以初速度v2=7.5m/s冲上木板A,木板A最终速度的大小也为v=1.5m/s。已知滑块B与木板A间的动摩擦因数μ=0.3,g取10m/s2。求木板A的长度L。
(3)若改变滑块B冲上木板A的初速度v0,木板A最终速度v的大小将随之变化。请你在图2中定性画出v-v0图线。

◎ 答案

(1);(2)3m;(3)图像如下图所示。

◎ 解析


试题分析:(1)由题意可知,木板A和滑块B的系统动量守恒,则有:
所以   ………4分
(2)由题意可知:当滑块B以速度v1冲上木板,最终滑块与木板有共同速度v;当滑块B以速度v2冲上木板,滑块将冲出木板,设滑块B的速度为v3,在此过程中木板的位移为x。根据动量守恒定律和动能定理有
mv1=(M+m)v;
mv2=Mv+mv3
-μmg(x+L)=mv32mv22
-μmgx=Mv2-0
代入数据可求得:L=3m………10分
(3)当v0=0时,木板的速度也为0;
当v0较小时,只要滑块滑不出木板,则v与v0就成正比;
当v0较大时,滑块会滑出木板,滑块滑出木板时,滑块对木板的作用力是摩擦力,而滑动摩擦力是不变的,当v0越大时,滑块在木板上的时间就越小,则滑块对木板的冲量就越小,木板获得的动量也就越小,木板的速度就越小,故图像是如下图的样子。
答案见下图……………6分

◎ 知识点

    专家分析,试题“(20分)如图1所示,木板A静止在光滑水平面上,一小滑块B(可视为质点)以某一水平初速度从木板的左端冲上木板。(1)若木板A的质量为M,滑块B的质量为m,初速度为v0,且滑块B没有…”主要考查了你对  【动能定理】  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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