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高中 | 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$m=2\;\rm kg$的另一物体$B$以水平速度$v_{0}=3\;\rm m/s$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,则下列说法正确的是($g$取$10\;\rm m/s^{2}$)$(\qquad)$
木板获得的动能为$1\\;\\rm J$
","系统损失的机械能为$6\\;\\rm J$
","木板$A$的最小长度为$2\\;\\rm m$
","$A$、$B$间的动摩擦因数为$0.2$
"]$\rm A$.设木板$A$的质量为$M$,由乙图可知,木板$A$的最终速度为$1\;\rm m/s$,可知木板获得的动能为$E_{\text{k}{A}}=\dfrac{1}{2}Mv^{2}$
$A$、$B$相互作用过程中,系统动量守恒,可得$mv_{0}=(m+M)v$
联立,解得$M=4\;\rm kg$,$E_{{\rm k}A}=2\;\rm J$,故$\rm A$错误;
$\rm B$.系统损失的机械能为$\Delta E=\dfrac{1}{2}mv_{0}^{2}-\dfrac{1}{2}(m+M)v^{2}=6\;\rm \text{J}$,故$\rm B$正确;
$\rm C$.设木板$A$的最小长度为$L$,由乙图中图线与坐标轴所围面积表示位移,可得$L=x_{{B}}-x_{{A}}=\dfrac{1+3}{2} \times 1\;\rm \text{m}-\dfrac{1 \times 1}{2}\ \text{m}=1.5\;\rm \text{m}$,故$\rm C$错误;
$\rm D$.设$A$、$B$间的动摩擦因数为$\mu$,根据能量守恒,可得$Q=\mu mgL=\Delta E$
解得$\mu =0.2$
故$\rm D$正确。
故选:$\rm BD$。
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