如图所示,水平面放一质量为0.5kg的长条形金属盒,盒宽,它与水平面间的动摩擦因数是0.2,在盒的A端有一个与盒质量相等的小球。球与盒无摩擦,现在盒的A端迅速打击一下金属

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,水平面放一质量为0.5kg的长条形金属盒,盒宽,它与水平面间的动摩擦因数是0.2,在盒的A端有一个与盒质量相等的小球。球与盒无摩擦,现在盒的A端迅速打击一下金属盒,给盒以的向右的冲量,设球与盒间的碰撞没有能量损失,且碰撞时间极短,求球与盒组成的系统从开始运动到完全停止所用时间。(

◎ 答案

1秒

◎ 解析


设打击后金属盒的速度为v0,由I=mv0解得:
由于盒子与球碰撞时间极短,因而盒子与球组成的系统动量应该守恒,则有:

由于碰撞过程没有能量损失,则有:

且有: 
解得:  (即质量相同的两个物体发生弹性碰撞时速度互换)
球在盒子内做匀速运动,经时间在盒子右端与盒子相碰,由动量守恒定律和能量守恒
定律可得碰撞后盒子的速度为:
盒子克服摩擦做功,则由,即有:,说明盒子停下之
前球不再与盒子相碰,设盒子滑行的时间为,由动量定理有:

则可知:
球与盒组成的系统从开始运动到完全停止所用时间为:

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,水平面放一质量为0.5kg的长条形金属盒,盒宽,它与水平面间的动摩擦因数是0.2,在盒的A端有一个与盒质量相等的小球。球与盒无摩擦,现在盒的A端迅速打击一下金属…”主要考查了你对  【机械能守恒定律】  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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