如图5-3所示,一个质量为M的小车置于光滑水平面。一端用轻杆AB固定在墙上,一个质量为m的木块C置于车上时的初速度为v0。因摩擦经t秒木块停下,(设小车足够长),求木块C和小车
◎ 题目
如图5-3所示,一个质量为M的小车置于光滑水平面。一端用轻杆AB固定在墙上,一个质量为m的木块C置于车上时的初速度为v0。因摩擦经t秒木块停下,(设小车足够长),求木块C和小车各自受到的冲量。 |
◎ 答案
答案是木块C的冲量为mv0,方向向右。小车的冲量为零。 |
◎ 解析
【错解分析】错解:以木块C为研究对象,水平方向受到向右的摩擦力f,以v0)。为正方向,由动量定理有: -ft =" 0" = mv0所以I木=" ft" = mv0 所以,木块C受的冲量大小为mv0,方向水平向右。 又因为小车受到的摩擦力水平向左,大小也是f(牛顿第三定律)。所以小车受到的冲量I车=" ft" = mv0,大小与木块受到的冲量相等方向相反,即水平向左。 主要是因为对动量定理中的冲量理解不深入,动量定理的内容是:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化量。数学表达式为I合=P2-P1,等式左侧的冲量应指合外力的冲量。在上述解答中,求木块C受到的冲量为mv0是正确的。因为C受到的合外力就是f (重力mg与支持力N互相平衡),但小车的冲量就错了。因为小车共受5个力:重力Mg,压力N=mg,支持力N′[N′=(m+M)g],摩擦力f'和AB杆对小车的拉力T,且拉力T = f',所以小车所受合力为零,合力的冲量也为零。 【正确解答】 以木块C为研究对象,水平方向受到向右的摩擦力f,以V0为正方向,由动量定理有: -ft = 0-mv0∴I木= f·t = mv0 所以,木块C所受冲量为mv0,方向向右。对小车受力分析,竖直方向N′=Mg+N=(M+m)g,水平方向T= f′,所以小车所受合力为零,由动量定理可知,小车的冲量为零。 从动量变化的角度看,小车始终静止没动,所以动量的变化量为零,所以小车的冲量为零。 正确答案是木块C的冲量为mv0,方向向右。小车的冲量为零。 【小结】 在学习动量定理时,除了要注意动量是矢量,求动量的变化△P要用矢量运算法则运算外,还要注意F·t中F的含义,F是合外力而不是某一个力。 参考练习:质量为100g的小球从0.8m高处自由落下到一厚软垫上,若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.20s,则这段时间软垫对小球的冲量为______(g=10m/s2,不计空气阻力)。(答案为o.6N·s) |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图5-3所示,一个质量为M的小车置于光滑水平面。一端用轻杆AB固定在墙上,一个质量为m的木块C置于车上时的初速度为v0。因摩擦经t秒木块停下,(设小车足够长),求木块C和小车…”主要考查了你对 【动量】,【冲量】 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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