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【题目】【物理-选修3-5】如图所示,水平地面上有两个静止的小物块a和b,其连线与墙垂直:a和b相距l;b与墙之间也相距l;a的质量为m,b的质量为 m,两物块与地面间的动摩擦因数均相同,现使a以初速度 向右滑动,此后a与b发生弹性碰撞,但b没有与墙发生碰撞,重力加速度大小为g,求物块与地面间的动摩擦力因数满足的条件。

【答案】解:设物块与地面间的动摩擦因数为μ,若要物块a、b能够发生碰撞,应有

设在a、b发生弹性碰撞前的瞬间,a的速度大小为 ,由能量守恒可得
设在a、b碰撞后的瞬间,a、b的速度大小分别为
根据动量守恒和能量守恒可得
联立可得
根据题意,b没有与墙发生碰撞,根据功能关系可知,
故有
综上所述,a与b发生碰撞,但b没有与墙发生碰撞的条件是
【解析】由题意可得动摩擦因数必须满足两个条件:①a、b能相碰;②b不能与墙相碰.先根据能量求出a与b碰撞前的速度.再根据弹性碰撞过程遵守动量守恒和能量守恒列式,得到碰后b的速度,根据b没有与墙发生碰撞,碰后b向右滑行的距离s≤l,由功能列式,即可求解.
【考点精析】解答此题的关键在于理解动量守恒定律的相关知识,掌握动量守恒定律成立的条件:系统不受外力或系统所受外力的合力为零;系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多;系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变.

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