题目内容
【题目】如图所示,在光滑的水平面上有一长为L的木板B,其右侧边缘放有小滑块C,与木板B完全相同的木板A以一定的速度向左运动,与木板B发生正碰,碰后两者粘在一起并继续向左运动,最终滑块C刚好没有从木板上掉下.已知A、B和C的质量均为m,C与A、B之间的动摩擦国数均为μ.求:
①木板A与B碰前的速度v0;
②整个过程中木板B对木板A的冲量I.
【答案】解:设A碰B后的共同速度为v1,取向左方向为正方向,由动量守恒定律得
mv0=2mv1
之后AB整体与C作用,达到新的共同速度v2
由动量守恒:2mv1=3mv2
C在A上滑动过程中,由功能关系得:
联立可得:
由动量定理,B对A的冲量与A对B的冲量等大反向,则
负号表示B对A的冲量方向水平向右.
答:木板A与B碰前的速度v0是2
整个过程中木板B对木板A的冲量I是 ,方向水平向右.
【解析】①A、B碰撞过程与A、B、C相互作用过程动量守恒,应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出A的初速度;②由动量定理可以求出B对A的冲量.
【考点精析】关于本题考查的功能关系和动量定理,需要了解当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒;重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2;合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W 合 =E k2 -E k1 (动能定理);除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F =E 2 -E 1;动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统.对物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量;动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力.对于变力,动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值才能得出正确答案.