如图,质量为M的长木板静止在光滑水平地面上,在木板右端有质量为m的小物块,现给物块一个水平向左的初速度v0,物块向左滑行并与固定在木板左端的轻弹簧相碰,碰后返回并恰好

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图,质量为M的长木板静止在光滑水平地面上,在木板右端有质量为m的小物块,现给物块一个水平向左的初速度v0,物块向左滑行并与固定在木板左端的轻弹簧相碰,碰后返回并恰好停在长木板右端,求:
(1)弹簧弹性势能的最大值
(2)物块在木板上滑行过程中摩擦力做的总功.
魔方格

◎ 答案

(1)设物块运动方向为正方向,弹簧压缩最大时,两者最终共同速度为v由动量守恒定律得:
(M+m)v=mvo
v=
m
M+m
vo

由于物块最终停在木板最右端,故最终两者共同速度为v,由能量守恒得,整个过程放出的总热:
Q=
1
2
mvo2-
1
2
(m+M)v2
=
mM
2(m+M)
vo2

所以,弹簧压缩到最大时具有的弹性势能:
Ep=
Q
2
=
mM
4(m+M)

(2)物块在木板上滑行过程中摩擦力做的总功数值上等于放出的热量,故:
Wf=Q=
M
mv20
2(m+M)

答:(1)弹簧弹性势能的最大值为
mM
4(m+M)

(2)摩擦力做的总功为
M
mv20
2(m+M)

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,质量为M的长木板静止在光滑水平地面上,在木板右端有质量为m的小物块,现给物块一个水平向左的初速度v0,物块向左滑行并与固定在木板左端的轻弹簧相碰,碰后返回并恰好…”主要考查了你对  【动量守恒定律】,【能量守恒定律、第一类永动机】  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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