(20分)如图所示,质量为m3的平板车C放在光滑水平面上,车上放有A、B两小滑块,质量分别是m1、m2,与平板车上表面间动摩擦因数分别为μ1和μ2。同时分别给A、B一个冲量使它们都

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

(20分)如图所示,质量为m3的平板车C放在光滑水平面上,车上放有AB两小滑块,质量分别是m1m2,与平板车上表面间动摩擦因数分别为μ1μ2。同时分别给AB一个冲量使它们都获得相同大小的初速度v 0开始相向运动,AB恰好不相碰。已知m1=10 kg,m2=2 kg,m3=6 kg, μ1=0.1,μ2=0.2, v0=9 m / s。g取10 m /s2。求:
(1) AB都在平板车上不滑动时,C的速度大小v c=?
(2)开始运动前,AB之间的距离s=?

◎ 答案

(1)4 m / s(2)55.125 m

◎ 解析

以向左为正方向。
(1) ABC组成的系统的动量守恒,AB都不滑动时,三者共速向右,则
m1v0m2v0=(m1m2m3)vc                  ………………(3分)
vc=4 m / s                                          ………………(1分)
(2) 设ABC在相对滑动过程中加速度大小分别为a1a2a3,则
a1=-μ1g=-1 m /s2                                   ………………(1分)
a2μ2g=2 m /s2                                   ………………(1分)
a3=1 m /s2                     ………………(1分)
假设ABC共速前一直与C相对滑动,设需要的时间分别为tAtB,则
s
s
由于tBtA,所以A先停止滑动。         ………………(2分)
A从开始到停止滑动经过的时间为tA刚停止滑动时,AC的速度都为v1B的速度为v2,则
C有:v1a3t                        ………………(1分)
A有:v1v0a1t                    ………………(1分)
解得t=4.5 s
v1=4.5 m / s                            ………………(1分)
设停止滑动以后AC的加速度都为a4,方向向左,则
a4=- 0.25 m /s2                         ………………(1分)
A从开始运动到停止滑动通过的距离是s1B从开始运动到停止滑动通过的距离是s2A停止滑动后到B停止滑动,AC通过的距离是s3,则
A有:               ………………(1分)
B有:              ………………(1分)
AC有:          ………………(1分)
解得s1=30.375 m,s2=-16.25 m,s3=8.5 m
ss1 -s2s3                                      ………………(2分)
s=55.125 m                         ………………(2分)
(评分标准说明:根据动量守恒求得vc给4分;求四个加速度各1分,共4分;判断A先停止滑动,给2分;求得v1给3分;求得s1s2s3各1分,共3分;最后结果4分。不同方法解答,对照该标准给分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(20分)如图所示,质量为m3的平板车C放在光滑水平面上,车上放有A、B两小滑块,质量分别是m1、m2,与平板车上表面间动摩擦因数分别为μ1和μ2。同时分别给A、B一个冲量使它们都…”主要考查了你对  【动量守恒定律】  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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