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如图所示,在光滑的水平面上停放着一辆质量M=6.0kg平板车,在车上左端放有一质...

如图所示,在光滑的水平面上停放着一辆质量M=6.0kg平板车,在车上左端放有一质量mB=4.0kg木块B.车左边紧邻一个与平板车等高的光滑水平面,现有另一质量 mA=2.0kg的木块A,从左侧光滑水平面上以v=3.0m/s向右运动,然后与B发生碰撞,设木块A、B碰撞时间很短且为弹性正碰.碰后木块B开始在平板车上滑行,并与固定在平板车上的水平轻质弹簧作用后与弹簧分离,已知木块B把弹簧压缩到最短时距离平板车左侧的距离为L=0.20m,重力加速度为g=10m/s2,木块B与平板车之间的动摩擦因数为μ=0.50.(结果保留两位有效数字)求:
(1)木块A、B碰撞后的瞬间木块B速度的大小.
(2)弹簧在压缩过程中所具有的最大弹性势能.
(3)最终木块B与平板车左端的距离.

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(1)木块A、B碰撞时间很短且为弹性正碰,动量和机械能都守恒,由两大守恒定律列方程,求出木块A、B碰撞后的瞬间木块B速度的大小. (2)A、B碰撞后,B由于受到车向左的摩擦力向右做减速运动,车受到向右的摩擦力做加速运动,B压缩弹簧后,当B与车的速度相同时,弹簧的弹性势能最大,根据系统的动量守恒求解共同速度,根据能量守恒求出弹簧具有的最大弹性势能. (3)最终木块B与平板车相对静止,有共同的速度,系统的动量守恒、能量守恒和几何关系结合求出木块B与平板车左端的距离. 【解析】 设向右为正方向 (1)A、B碰撞瞬间动量守恒、机械能守恒:mAv=mAvA+mBvB ①                        ② 解得:vB=2m/s  ③ (2)B和小车滑动时系统动量守恒,弹簧有最大弹性势能时,二者达到共同速度v, 由动量守恒定律得   mBvB=(mB+mC)v  ④ 由能量守恒可得:  ⑤ 解得:EP=0.8 J⑥ (3)B和小车相对静止时二者达到共同速度v,由能量守恒可得:     ⑦ 则B距离小车左端的距离为S=2L-S总 ⑧ S=0.16m ⑨ 答:(1)木块A、B碰撞后的瞬间木块B速度的大小是2m/s. (2)弹簧在压缩过程中所具有的最大弹性势能是0.8J. (3)最终木块B与平板车左端的距离是0.16m.
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考点分析:
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计数点s/cm△v 2/m2•s-2
计数点0//
11.600.04
23.600.09
36.000.15
47.000.19
59.200.23
请以△v2为纵坐标,以s为横坐标在方格纸中作出△v2-s图象.若测出小车质量为0.2kg,结合图象可求得小车所受合外力的大小为______N.(结果保留两位有效数字)
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B.当传送带运动时,小物块的落地点可能在Q点左侧
C.若v1>v2,则一定有t1>t2
D.若v1<v2,则一定有t1>t2
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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