例4(2008年北京)有两个完全相同的小滑块A和B,A沿光滑水平面以速度v0与静止在平面边缘O点的B发生正碰,碰撞中无机械能损失。碰后B运动的轨迹为OD曲线,如图所示。(1)已知滑块质量为m,碰撞时间为,求碰撞过程中A对B平均冲力的大小。(2)为了研究物体从光滑抛物线轨道顶端无初速下滑的运动,特制做一个与B平抛轨道完全相同的光滑轨道,并将该轨道固定在与OD曲线重合的位置,让A沿该轨道无初速下滑(经分析,A下滑过程中不会脱离轨道)。
a.分析A沿轨道下滑到任意一点的动量pA与B平抛经过该点的动量pB的大小关系;
b.在OD曲线上有一M点,O和M两点连线与竖直方向的夹角为45°。求A通过M点时的水平分速度和竖直分速度。
解析:(1)滑动A与B正碰,满足:mvA-mvB=mv0
考点4、碰撞与圆周运动、平抛运动的结合
木板的长度⑩ 代入数据得L=0.50m
点拨:涉及动量定理和动能定理综合应用的问题时,要注意分别从合力对时间、合力对位移的累积作用效果两个方面分析物体动量和动能的变化,同时应注意动量和动能两个量之间的关系.
动量与动能之间的关系为 ⑧ ⑨
设A、B相对于C的位移大小分别为和,有⑥ ⑦
④ 其中,⑤
(2)设A对B、B对A、C对A的滑动摩擦力的大小分别为、和,B在A上滑行的时间为t,B离开A时A和B的速度分别为和,有③
解析:(1)设水平向右为正方向,有① 代入数据解得②
(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度V0.
(2)木板的长度L
例3:如图所示,质量m1为4kg的木板A放在水平面C上,木板与水平面间的动摩擦因数μ=0.24,木板右端放着质量m2为1.0kg的小物块B(视为质点),它们均处于静止状态.木板突然受到水平向右的的瞬时冲量I作用开始运动,当小物块滑离木板时,木板的动能为8.0J,小物块的动能为0.50J,重力加速度取10m/s2,求: