| 动量守恒之木板滑块模型 题目答案及解析

稿件来源:高途

| 动量守恒之木板滑块模型题目答案及解析如下,仅供参考!

选修3-5

第十六章 动量守恒定律

16.3 动量守恒定律

动量守恒之木板滑块模型

如图甲所示,长木板$A$放在光滑的水平面上,质量为$m=4\;\rm kg$的另一物体$B$(可看成质点)以水平速度$v_{0}=2\;\rm m/s$滑上原来静止的长木板$A$的上表面。由于$A$$B$间存在摩擦,之后$A$$B$速度随时间变化情况如图乙所示,$g$$10\;\rm m/s^{2}$,则下列说法正确的是$(\qquad)$

["

木板获得的动能为$2\\;\\rm J$

","

系统损失的机械能为$4\\;\\rm J$

","

木板$A$的最小长度为$2\\rm \\;m$

","

$A$$B$间的动摩擦因数为$0.1$

"]
[["ABD"]]

$\rm A$、由图乙可知,物体$B$和长木板$A$最终共速,共同速度大小$v=1\;\rm m/s$,设木板的质量为$M$,取向右为正方向,由动量守恒定律有

$mv_{0}=(m+M)v$

解得:$M=4\;\rm kg$

则木板获得的动能为

$E_{k}$$= \dfrac{1}{2}Mv^{2} = \dfrac{1}{2} \times 4 \times 1^{2}\;\rm J=2\;\rm J$,故$\rm A$正确;

$\rm B$、系统损失的机械能为$\Delta E$$= \dfrac{1}{2}{mv}_{0}^{2} - \dfrac{1}{2}(m+M)v^{2}$,解得:$\Delta E=4\;\rm J$,故$\rm B$正确;

$\rm CD$、当物体$B$恰好到达长木板右端时,木板的长度最短,由$v﹣t$图像与时间轴所围的面积表示位移可知,当物体与木板共速时,物体的对地位移为$x_{B} = \dfrac{1}{2} \times 1 \times (2 + 1)\;\rm m = 1.5\;\rm m$

长木板的对地位移为$x_{A} = \dfrac{1}{2} \times 1 \times 1\;\rm m = 0.5\;\rm m$

则木板的最小长度为

$L=x_{B}-x_{A}=1.5\;\rm m-0.5\;\rm m=1\;\rm m$

由能量守恒定律有$\mu mgL = \dfrac{1}{2}mv_{0}^{2} - \dfrac{1}{2}(m + M)v^{2}$

解得:$\mu =0.1$,故$\rm C$错误,$\rm D$正确。

故选:$\rm ABD$

| 动量守恒之木板滑块模型题目答案及解析(完整版)

去刷题
相关题库:
如图所示,左端为四分之一圆弧的木板静止置于光滑水平面上,圆弧与木板水平部分相切于点。在木板右端固定一轻弹簧,其自由端位于木板上点正上方,将质量为的小物块(可视为质点)自点上方高度为处的某点静止释放,沿切线进入圆弧,已知长木板质量为,圆弧的半径为,,段粗糙,与小物块间的动摩擦因数为,其余部分均光滑。重力加速度为。 如图所示,质量为,足够长的木板静止在光滑的水平地面上,在长木板右侧有质量为的物块,在长木板的右端距离木板处有一个与长木板等高的台阶,物块与木板、台阶的动摩擦因数为,某时刻对木板施加水平向右,大小的恒定拉力,作用后撤去,之后木板经过一段时间与台阶碰撞,碰后木板立刻停止运动,重力加速度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。试求: 如图所示,静止在水平地面上的水平木板右端固定有厚度不计的竖直薄挡板,两者构成一个整体,其质量为,水平长度为。可视为质点、质量为的物块以水平向右的速度从左端冲上木板。已知:、间的动摩擦因数为,与地面间的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,与挡板之间的碰撞为瞬间完成的弹性正碰,重力加速度大小取。求: 如图所示为一款游戏装置的示意图。由固定的竖直轨道和水平轨道两部分组成。竖直轨道为倾角长的粗糙斜面,水平轨道由长的直轨道和两个半径为的半圆轨道组成,半圆轨道的外侧均有光滑的圆弧挡板(图中未画出)。竖直轨道和水平轨道通过直轨道连接,所有轨道相互平滑连接。和之间的地面光滑,靠近处放置与轨道等高、长度为、质量为的长木板。现将质量、可视为质点的小滑块从点以速度水平抛出,恰好沿切线方向进入斜面,并进入水平轨道,调节半圆轨道的半径的大小,使滑块最终停在长木板上。已知滑块与斜面的动摩擦因数,与长木块上表面的动摩擦因数,其余阻力均忽略不计,长木板与和处的固定桩相碰后以原速率反弹,且碰撞时间极短,重力加速度取,求: 如图所示,滑板静止在光滑水平面上,其右端与固定挡板相距,滑块静止在的左端。一子弹以水平速度射向后留在中(此过程时间极短)。已知子弹的质量为,的质量,的质量,、之间动摩擦因数为,足够长,不会从表面滑出;与挡板碰撞无机械能损失,不计空气阻力,重力加速度。 某娱乐活动的部分闯关环节可简化抽象为下面的情景。如图所示,长、质量的木板静止在光滑水平面上,左右平台无限长且与木板等高,木板左端与左平台接触,质量的小滑块在恒力作用下从静止开始运动,力与水平方向的夹角为,作用后撤去,小滑块又滑行后以的速度离开平台后滑上木板,小滑块与所有接触面间的动摩擦因数均为,小滑块可视为质点,重力加速度取。已知,。求:
今日推荐