题目内容
如图所示,在光滑水平面上,有一质量为M=3kg的薄板和质量为m=1kg的物块,都以v=4m/s的初速度朝相反方向运动,它们之间有摩擦,薄板足够长,当薄板的速度为2.4m/s时,物块的运动情况是( )
A、做加速运动 | B、做减速运动 | C、做匀速运动 | D、以上运动都可能 |
分析:分析物体的运动情况:初态时,系统的总动量方向水平向左,两个物体开始均做匀减速运动,m的速度先减至零,根据动量守恒定律求出此时M的速度.之后,m向右做匀加速运动,M继续向右做匀减速运动,最后两者一起向右匀速运动.根据动量守恒定律求出薄板的速度大小为2.4m/s时,物块的速度,并分析m的运动情况.
解答:解:开始阶段,m向右减速,M向左减速,根据系统的动量守恒定律得:当m的速度为零时,设此时M的速度为v1.规定向右为正方向,根据动量守恒定律得:
(M-m)v=Mv1
代入解得:v1=2.67m/s.
此后m将向右加速,M继续向右减速;当两者速度达到相同时,设共同速度为v2.规定向右为正方向,由动量守恒定律得:
(M-m)v=(M+m)v2,
代入解得:v2=2m/s.
两者相对静止后,一起向右做匀速直线运动.
由此可知当M的速度为2.4m/s时,m处于向右加速过程中.故A正确,BCD错误;
故选:A.
(M-m)v=Mv1
代入解得:v1=2.67m/s.
此后m将向右加速,M继续向右减速;当两者速度达到相同时,设共同速度为v2.规定向右为正方向,由动量守恒定律得:
(M-m)v=(M+m)v2,
代入解得:v2=2m/s.
两者相对静止后,一起向右做匀速直线运动.
由此可知当M的速度为2.4m/s时,m处于向右加速过程中.故A正确,BCD错误;
故选:A.
点评:本题考查应用系统的动量守恒定律分析物体运动情况的能力,这是分析物体运动情况的一种方法,用得较少,但要学会,比牛顿定律分析物体运动情况简单.
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