如图所示,在光滑水平地面上有一固定的挡板,挡板左端固定一个轻弹簧。现有一质量M=3kg,长L=4m的小车AB(其中为小车的中点,部分粗糙,部分光滑)一质量为m=1kg的小物块(可视

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 功能关系/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,在光滑水平地面上有一固定的挡板,挡板左端固定一个轻弹簧。现有一质量M=3kg,长L=4m的小车AB(其中为小车的中点,部分粗糙,部分光滑)一质量为m=1kg的小物块(可视为质点),放在车的最左端,车和小物块一起以4m/s的速度在水平面上向右匀速运动,车撞到挡板后瞬间速度变为零,但未与挡板粘连。已知车部分的长度大于弹簧的自然长度,弹簧始终处于弹性限度内,小物块与车部分之间的动摩擦因数为0.3,重力加速度。求:



(1)小物块和弹簧相互作用的过程中,弹簧具有的最大弹性势能;
(2)小物块和弹簧相互作用的过程中,弹簧对小物块的冲量;
(3)小物块最终停在小车上的位置距端多远。

◎ 答案

(1) (2)弹簧对小物块的冲量大小为,方向水平向左。
(3) 

◎ 解析


试题分析:(1)小物块运动的加速度
           ①
根据运动学公式
         ②
由能量关系
            ③
由①②③式并代入数据得
               ④
(2)小物块离开弹簧时的速度
            ⑤
对小物块,根据动量定理
         ⑥
由⑤⑥式并代入数据得
          ⑦
弹簧对小物块的冲量大小为,方向水平向左。⑧
(3)小物块滑过点和小车相互作用,根据动量守恒
             ⑨
根据摩擦生热方程
  ⑩
小物块最终停在小车上距的距离
                  11
由⑦⑧⑨式并代入数据得
                   12 
点评:通常解决此类问题的关键是掌握动量和能量的观点,该观点始终贯穿从力学到原子物理的整个高中物理学,动量和能量的观点是继牛顿定律解决力学问题的另一条方法,它往往可以忽略力作用的中间过程,只需关注始、末状态,用全局的观点和整体的观点使得解题的思路更加简捷.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在光滑水平地面上有一固定的挡板,挡板左端固定一个轻弹簧。现有一质量M=3kg,长L=4m的小车AB(其中为小车的中点,部分粗糙,部分光滑)一质量为m=1kg的小物块(可视…”主要考查了你对  【功能关系】  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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