题目内容

【题目】如图甲所示,质量为的平板小车C静止在光滑的水平面上,在t=0时,两个质量均为1.0 kg的小物体AB同时从左右两端水平冲上小车,1.0s内它们的图象如图乙所示,g

1)小车在第1.0s内所受的合力为多大?

2)要使AB在整个运动过程中不会相碰,车的长度至少为多少?

3)假设AB两物体在运动过程中不会相碰,试在图乙中画出AB1.0s~3.0s时间内的图象。

【答案】1)零(24.8m3

【解析】

1)由图可知,在第1s内,AB的加速度大小相等,为α2m/s2

物体AB所受的摩擦力均为

fma2N

方向相反。根据牛顿第三定律,车C受到AB的摩擦力大小相等,方向相反,合力为零

2)设系统最终的速度为v,由系统动量守恒得:

mvAmvB(2mM)v

代入数据,解得v0.4m/s,方向向右。

由系统能量守恒得:

f(sAsB) (2mM)v2

解得AB的相对位移,即车的最小长度ssAsB4.8m

31sA继续向右减速滑行,小车与B一起向右加速运动,最终达到共同速度v

在该过程中,对A运用动量定理得

fΔtmΔv

解得Δt0.8s

即系统在t1.8s时达到共同速度,此后一起做匀速运动。

1.0s3.0s时间内的vt图象如下。

练习册系列答案
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【题目】某学习小组用半径相同的小球1和小球2碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图所示槽与水平槽平滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下铅垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面,认为其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘处的B点,让小球1A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置MPNO点的距离,即线段OMOPON的长度。

(1)在上述实验操作中,下列说法正确的是 ______

A.小球1的质量一定大于小球2的质量,小球1的半径可以大于小球2的半径

B.将小球静止放置在轨道末端看小球是否滚动来检测斜槽轨道末端是否水平

C.小球在斜槽上的释放点应该越高越好,这样碰前的速度大,测量误差较小

D.复写纸铺在白纸的上面,实验过程中复写纸可以随时拿起来看印迹是否清晰并进行移动

(2)以下提供的器材中,本实验必需的有 ______

A.刻度尺  B.弹簧秤 C.天平 D.秒表

(3)设小球1的质量为m1,小球2的质量为m2OM的长度为L1OP的长度为L2ON的长度为L3则本实验验证动量守恒定律的表达式为______________________________

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