如图,在光滑的水平面上,停着一辆平板小车,小车的质量为M=10kg.在小车左端A处,放有质量为m=5kg的小物体(可视为

如图,在光滑的水平面上,停着一辆平板小车,小车的质量为M=10kg.在小车左端A处,放有质量为m=5kg的小物体(可视为质点),现给小物体一个I=30N•S的瞬时冲量,物体在平板车上相对于小车向右滑行L=1.5m后被弹回,最后刚好在A点与车保持相对静止.求:
(1)物体与平板车间的动摩擦因数μ.
(2)弹簧在压缩过程中所具有的最大弹性势能EP
wenwenll 1年前 已收到1个回答 举报

易薛子 幼苗

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解题思路:(1)给小物体一个I=30N•S的瞬时冲量,先根据动量定理求出物体获得的速度.物体在小车运动的过程中,系统的动量守恒,当两者相对静止时速度相同,由动量守恒定律求出共同速度,由能量守恒列式,即可求得μ.(2)弹簧压缩量最大时弹性势能最大,此时物体与小车的速度相同,由动量守恒可求得此时的共同速度,对于物体在小车开始运动到弹簧压缩到最短的过程,运用能量守恒列式,即可求得弹簧最大弹性势能EP.

(1)对物体,由动量定理得 I=mv0
解得:v0=[I/m]=6m/s
对于物体、小车及弹簧组成的系统,全过程动量守恒,设物体刚好回到A点时的速度为v,则有
mv0=(m+M)v,得v=
mv0
m+M=2m/s
又由能量守恒得:[1/2m
v20]=[1/2(m+M)v2+μmg•2L
代入数据解得,μ=0.4
(2)当弹簧具有最大弹性势能时物体与小车的速度相等,也是v,同样由能量守恒得

1
2m
v20]=[1/2](M+m)v2+μmgL+Ep
解得:Ep=30J
答:
(1)物体与平板车间的动摩擦因数μ是0.4.
(2)弹簧在压缩过程中所具有的最大弹性势能EP是30J.

点评:
本题考点: 动量守恒定律;动摩擦因数;弹性势能.

考点点评: 整个运动的过程中,系统的动量守恒,针对不同的过程,根据动量守恒和能量守恒计算即可.

1年前

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