如图甲所示,小车B静止在光滑水平上,一个质量为m的铁块A(可视为质点),以水平速度v0=4.0m/s滑上小车B的左端,然后与小车右挡板碰撞,最后恰好滑到小车的中点,已知Mm=3,小

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

如图甲所示,小车B静止在光滑水平上,一个质量为m的铁块A(可视为质点),以水平速度v0=4.0m/s滑上小车B的左端,然后与小车右挡板碰撞,最后恰好滑到小车的中点,已知
M
m
=3
,小车车面长L=1m.设A与挡板碰撞无机械能损失,碰撞时间可忽略不计,g取10m/s2,求:
(1)A、B最后速度的大小;
(2)铁块A与小车B之间的动摩擦因数;
(3)铁块A与小车B的挡板相碰撞前后小车B的速度,并在图乙坐标中画出A、B相对滑动过程中小车B相对地面的速度v-t图线.
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)对A、B系统,由动量守恒定律得:
Mv0=(M+m)v,解得v=
mv0
M+m
=1m/s

(2)A、B系统整个过程,由动能定理得:
μmg×1.5L=
1
2
m
v20
-
1
2
(M+m)
v

解得:μ=
v02-4v2
4gL
=0.4

(3)设A、B碰撞前速度分别为v10和v20
对系统动量守恒  mv0=mv1+Mv2
对系统能量转化和守恒定律得:
μmgL=
1
2
mv02-
1
2
mv102-
1
2
M
v220

带入数据联立方程,解得v10=1+

3
=2.732 m/s,(舍v10=1-

3
=-0.732m/s)
v20=1-

3
3
=0.423m/s,
该过程小车B做匀加速运动,
由牛顿第二定律得:μmg=MaM
解得:aM=
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