(2014•鄂尔多斯一模)如图,平板车B的质量为M,车上有一个质量为m的小滑块A,且M=2m.平板车静止于光滑的水平面上

(2014•鄂尔多斯一模)如图,平板车B的质量为M,车上有一个质量为m的小滑块A,且M=2m.平板车静止于光滑的水平面上,小车右方水平面上固定着一个竖直挡板,小滑块与车面间的动摩擦因数为μ.现给车施加一个水平向右的瞬间冲量,使车向右运动,同时小滑块相对于小车滑动,当二者达到共同速度v之后一起向前运动,并与挡板发生无机械能损失的碰撞,碰撞时间极短.设平板车足够长,重力加速度为g.求:
(Ⅰ)给车施加的水平向右的瞬间冲量的大小;
(Ⅱ)从地面上看,滑块A向右运动到离出发点最远处时,平板车B与竖直挡板的距离;
(Ⅲ)与竖直挡板碰撞以后的整个过程中滑块A相对平板车B滑动的总路程.
武广门前擦鞋 1年前 已收到1个回答 举报

53212175 幼苗

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解题思路:(1)对AB整体,由动量定理列方程求解;
(2)当滑块的速度为0时,从地面上看,滑块A向右运动到离出发点最远,由动量守恒定律和动能定理列方程联立求解;
(3)反弹后直到二者再次达到共同速度设为v'',由动量守恒定律求得其共同速度,再由能量守恒列方程求整个过程中滑块A相对平板车B滑动的总路程.

(Ⅰ)设瞬间冲量为I,对AB整体由动量定理得:
I=(M+m)v
解得:I=3mv
(Ⅱ)当滑块的速度为0时,从地面上看,滑块A向右运动到离出发点最远处.
设此时平板车B的速度为v′,离开竖直挡板的距离为x,以向左为正方向,由动量守恒定律得:
Mv-mv=Mv′
对平板车由动能定理得:-μmgx=[1/2]Mv′2-[1/2]Mv2
解得:v′=[v/2];x=
3v2
4μg
(Ⅲ)反弹后直到二者再次达到共同速度设为v″,以向左为正方向,由动量守恒定律得:
Mv-mv=(M+m)v″
设撤去F后的整个过程中滑块A相对平板车B滑动的总路程为s,对AB整体由能量守恒定律得:
μmgs总=
1
2(M+m)v2−
1
2(M+m)v″2
联立解得:v″=
v
3;s 总=
4v2
3μg
答:(Ⅰ)给车施加的水平向右的瞬间冲量的大小为3mv;
(Ⅱ)从地面上看,滑块A向右运动到离出发点最远处时,平板车B与竖直挡板的距离
3v2
4μg;
(Ⅲ)与竖直挡板碰撞以后的整个过程中滑块A相对平板车B滑动的总路程
4v2
3μg.

点评:
本题考点: 动量守恒定律;动能定理;能量守恒定律.

考点点评: 解决本题的关键理清A、B的运动过程,抓住AB系统动量守恒,结合动量守恒定律和能量守恒定律进行求解.

1年前

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