内容正文:
第1章 碰撞与动量守恒
1.3 动量守恒定律的案例分析
第1章 碰撞与动量守恒
1.对于多个物体组成的系统,如何根据运动过程选取不同的系统?
2.如何判断系统是否动量守恒?
一、多过程中的动量守恒问题
2.解这类问题时应注意:
(1)正确分析作用过程中各物体状态的变化情况,建立物理模型;
(2)分清作用过程的各个阶段和联系各个阶段的状态量;
(3)合理选取研究对象,既要符合动量守恒的条件,又要方便解题。
1.包含一个以上物理过程的动量守恒问题,应根据具体情况来划分过程,在每个过程中合理选取研究对象,要注意两个过程之间的衔接条件,如问题不涉及或不需要知道两个过程之间的中间状态,应优先考虑取“大过程”求解。
第1章 碰撞与动量守恒
1、质量为M=2 kg的小平板车静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量为mA=2kg的物体A(可视为质点),如图所示,一颗质量为mB=20 g的子弹以600 m/s的水平速度射穿A后,速度变为100 m/s,最后物体A仍静止在车上,若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10 m/s2,求平板车最后的速度是多大?
【思路点拨】 子弹射穿A的过程极短,因此车对A的摩擦力作用可略去,即认为子弹和A组成的系统水平方向动量守恒,同时,由于作用时间极短,可认为A的位置没有发生变化.
第1章 碰撞与动量守恒
解:子弹击穿A后,A在水平方向获得一个速度vA,最后当A相对车静止时,它们的共同速度为v。
设子弹击穿A后的速度为v′,由动量守恒定律有
mBv0=mBv′+mAvA,
A获得速度vA相对车滑动,由于A与车间有摩擦,最后A相对车静止,以共同速度v运动,对于A与车组成的系统,水平方向动量守恒,因此有:mAvA=(mA+M)v,
得vA== m/s=5 m/s.
所以v=eq \f(mAvA,mA+M)=eq \f(2×5,2+2) m/s=2.5 m/s.
第1章 碰撞与动量守恒
变式训练
1.如图所示,在光滑水平面上有两个并排放置的木块A、B,已知mA=0.5 kg,mB=0.3 kg.现有质量m0=0.08 kg的小物块C以初速v0=25 m/s在A表面沿水平方向向右滑动,由于C与A、B间均有摩擦,C最终停在B上,B、C最后的共同速度v=2.5 m/s.求:
(1)A木块的最终速度的大小;
(2)C