如图6-4-11所示,A、B是静止在水平地面上完全相同的两块长木板.A的左端和B的右端相接触.两板的质量皆为M="2.0"kg,长度皆为l="1.0"m.C是一质量为m="1.0"kg的小物

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6-4-11所示,A、B是静止在水平地面上完全相同的两块长木板.A的左端和B的右端相接触.两板的质量皆为M="2.0" kg,长度皆为l="1.0" m.C是一质量为m="1.0" kg的小物块,现给它一初速度v0="2.0" m/s,使它从B板的左端开始向右滑动.已知地面是光滑的,而C与A、B之间的动摩擦因数皆为μ=0.10.求最后A、B、C各以多大的速度做匀速运动.取重力加速度g="10" m/s2.

图6-4-11

◎ 答案

0.563 m/s  0.155 m/s  0.563 m/s

◎ 解析

先假设小物块C在木板B上移动x距离后,停在B上,这时A、B、C三者的速度相等,设为v.由动量守恒得
mv0=(m+2M)v                                                            ①
在此过程中,木板B的位移为s,小木块C的位移为s+x.由功能关系得
-μmg(s+x)=mv2-mv02
μmgs=·2Mv2
相加得-μmgx=(m+2M)v2-mv02                                        ②
解①②两式得x=
代入数值得x="1.6" m
x比B板的长度l大,这说明小物块C不会停在B板上,而要滑到A板上.设C刚滑到A板上的速度为v1,此时A、B板的速度为V1,则由动量守恒得mv0=mv1+2MV1
由功能关系得
mv02-mv12-·2MV12=μmgl
以题给数据代入解得V1= m/s
v1=2- m/s= m/s
由于v1必是正数,故合理的解是
V1= m/s="0.155" m/s     v1= m/s=1.38 m/s
当滑到A之后,B即以V1="0.155" m/s做匀速运动,而C以v1="1.38" m/s的初速在A上向右运动.设在A上移动了y距离后停止在A上,此时C和A的速度为v2,由动量守恒得
MV1+mv1=(m+M)v2
解得v2="0.563" m/s
由功能关系得
mv12+MV12-(m+M)v22=μmgy
解得y="0.50" m
y比A板的长度小,故小物块C确实是停在A板上.最后A、B、C的速度分别为vA=v2="0.563" m/s,vB=v1="0.155" m/s,vC=vA="0.563" m/s.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图6-4-11所示,A、B是静止在水平地面上完全相同的两块长木板.A的左端和B的右端相接触.两板的质量皆为M="2.0"kg,长度皆为l="1.0"m.C是一质量为m="1.0"kg的小物…”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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