专题:滑块——木板模型(二)——动量守恒定律的应用1.把滑块、木板看作一个整体,摩擦力为内力,在光滑水平面上滑块和木板组成的系统动量守恒.2.由于摩擦生热,把机械能转化为内能,系统机械能不守恒.应由能量守恒求解问题. 3.注意:滑块不滑离木板时最后二者有共同速度.例1.一质量为m 2,长为L 的长木板静止在光滑水平桌面上。
一质量为m 1的小滑块以水平速度v 从长木板的一端开始在木板上滑动,直到离开木板 , 滑块刚离开木板时的速度为v 0/3。
已知小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ,求:⑵小滑块刚离开木板时木板的速度为多少?例2.如图所示,质量为M=1kg 的长木板,静止放置在光滑水平桌面上,有一个质量为m=0.2kg ,大小不计的物体以6m/s 的水平速度从木板左端冲上木板,在木板上滑行了2s 后与木板相对静止。
试求:(g 取10m/s 2) ⑴ 木板获得的速度⑵ 物体与木板间的动摩擦因数例3.如图所示,长木板A 在光滑的水平面上向左运动,v A =1.2m /s .现有小物体B(可看作质点)从长木板A 的左端向右水平地滑上小车,v B =1.2m /s ,A 、B 间的动摩擦因数是0.1,B 的质量是A 的3倍.最后B 恰好未滑下A ,且A ,B 以共同的速度运动,g=10m /s 2.求: (1)A ,B 共同运动的速度的大小; (2)A 向左运动的最大位移; (3)长木板的长度.例4.长为1.5m 的长木板B 静止放在水平冰面上,小物块A 以某一初速度从木板B 的左端滑上长木板B ,直到A 、B 的速度达到相同,此时A 、B 的速度为0.4m/s ,然后A 、B 又一起在水平冰面上滑行了8.0cm 后停下.若小物块A 可视为质点,它与长木板B 的质量相同,A 、B 间的动摩擦因数μ1=0.25.求:(取g =10m/s 2) (1)木块与冰面的动摩擦因数. (2)小物块相对于长木板滑行的距离.(3)为了保证小物块不从木板的右端滑落,小物块滑上长木板的初速度应为多大?例5.如图所示,质量为M =2 kg 的长木板静止在光滑水平面上,现有一质量m =1 kg 的小滑块(可视为质点)以v 0=3.6 m/s 的初速度从左端沿木板上表面冲上木板,带动木板一起向前滑动。
已知滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度g 取10 m/s 2。
求: (1)滑块在木板上滑动过程中,长木板受到的摩擦力大小f 和方向; (2)滑块在木板上滑动过程中,滑块相对于地面的加速度大小; (3)若长木板足够长,滑块与长木板达到的共同速度v 。
v作业巩固1.如图所示,在光滑的水平面上有一质量为M 的长木板,以速度v 0向右做匀速直线运动,将质量为m 的小铁块轻轻放在木板上的A 点,这时小铁块相对地面速度为零,小铁块相对木板向左滑动.由于小铁块和木板间有摩擦,最后它们之间相对静止,已知它们之间的动摩擦因数为μ,问:(1)小铁块跟木板相对静止时,它们的共同速度多大? (2)它们相对静止时,小铁块与A 点距离多远? (3)在全过程中有多少机械能转化为内能?2.(多选)质量为M 、内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上,箱子中间有一质量为m 的小物块,小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ.初始时小物块停在箱子正中间,如图10所示.现给小物块一水平向右的初速度v ,小物块与箱壁碰撞N 次后恰又回到箱子正中间,并与箱子保持相对静止.设碰撞都是弹性的,则整个过程中,系统损失的动能为( )A .12mv 2B .12mMm +Mv2C .12NμmgLD .NμmgL3.将一长木板静止放在光滑的水平面上,如图甲所示,一个小铅块(可视为质点)以水平初速度v 0由木板左端向右滑动,到达右端时恰能与木板保持相对静止。
小铅块运动过程中所受的摩擦力始终不变,现将木板分成A 和B 两段,使B 的长度和质量均为A 的2倍,并紧挨着放在原水平面上,让小铅块仍以初速度v 0由木块A 的左端开始向右滑动,如图乙所示,则下列有关说法正确的是( )A. 小铅块恰能滑到木板B 的右端,并与木板B 保持相对静止B. 小铅块将从木板B 的右端飞离木板C. 小铅块滑到木板B 的右端前就与木板B 保持相对静止D. 小铅块在木板B 上滑行产生的热量等于在木板A 上滑行产生热量的2倍4.如图所示,固定的光滑圆弧面与质量为6 kg的小车C的上表面平滑相接,在圆弧面上有一个质量为2 kg的滑块A,在小车C的左端有一个质量为2 kg的滑块B,滑块A与B均可看做质点.现使滑块A从距小车的上表面高h=1.25 m处由静止下滑,与B碰撞后瞬间粘合在一起共同运动,最终没有从小车C上滑出.已知滑块A、B与小车C的动摩擦因数均为μ=0.5,小车C与水平地面的摩擦忽略不计,取g=10 m/s2.求:(1)滑块A与B碰撞后瞬间的共同速度的大小;(2)小车C上表面的最短长度.5.如图所示,质量m1=0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=15 m,现有质量m2=0.2 kg 可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车求保持相对静止。
物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10 m/s2,(1)物块在车面上滑行的时间t;(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少?6.如图所示,质量m A为4.0 kg的木板A放在水平面C上,木板与水平面间的动摩擦因数μ为0.24,木板右端放着质量m B为1.0 kg的小物块B(视为质点),它们均处于静止状态.木板突然受到水平向右的12 N·s的瞬时冲量I作用开始运动,当小物块滑离木板时,木板的动能E KA为8.0 J,小物块的动能E KB为0.50 J,重力加速度取10 m/s2,求:(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度v0;(2)木板的长度L.7.如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的,在最低点B与水平轨道BC相切,BC的长度是圆弧半径的10倍,整个轨道处于同一竖直平面内。
可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动.,然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出。
已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍,小车的质量是物块的3倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。
求:(1)物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍.(2)物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ.8.如图所示,两物块A、B并排静置于高h=0.80m的光滑水平桌面上,物块的质量均为M=0.60kg。
一颗质量m=0.10kg的子弹C以v0=100m/s的水平速度从左面射入A,子弹射穿A 后接着射入B并留在B中,此时A、B都没有离开桌面。
已知物块A的长度为0.27m,A离开桌面后,落地点到桌边的水平距离s=2.0m。
设子弹在物块A、B 中穿行时受到的阻力保持不变,g取10m/s2。
(1)物块A和物块B离开桌面时速度的大小分别是多少;(2)求子弹在物块B中穿行的距离;(3)为了使子弹在物块B中穿行时物块B未离开桌面,求物块B到桌边的最小距离。
9.如图所示,水平地面上静止放置一辆小车A,质量m A=4 kg,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计.可视为质点的物块B置于A的最右端,B的质量m B=2 kg.现对A施加一个水平向右的恒力F=10 N,A运动一段时间后,小车左端固定的挡板与B发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A、B粘合在一起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6 s,二者的速度达到v t=2 m/s.求:(1)A开始运动时加速度a的大小;(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小;(3)A的上表面长度l.10.如图所示,质量M=3.5 kg的小车静止于光滑水平面上靠近桌子处,其上表面与水平桌面相平,小车长L=1.2 m,其左端放有一质量为0.5 kg的滑块Q.水平放置的轻弹簧左端固定,质量为1 kg的小物块P置于桌面上的A点并与弹簧的右端接触.此时弹簧处于原长,现用水平向左的推力将P缓慢推至B点(弹簧仍在弹性限度内)时,推力做的功为W F=6 J,撤去推力后,P沿桌面滑到小车上并与Q相碰,最后Q停在小车的右端,P停在距小车左端0.5 m处.已知AB间距L1=5 cm,A点离桌子边沿C点距离L2=90 cm,P与桌面间的动摩擦因数μ1=0.1.(g=10 m/s2)求:=0.4,P、Q与小车表面间的动摩擦因数μ(1)P到达C点时的速度v C的大小;(2)P与Q碰撞后瞬间Q的速度大小.11.如图,有一固定长度的木板C放在光滑水平面上,木板上面放置可视为质点的木块A、B,A、B、C的质量均相等.木块A、B相距0.2m,放在木板上适当的位置,它们与木板间的动摩擦因数相同均为μ=0.2,两物块均在同一直线上,开始时都处于静止状态.某时刻同时使物体A、B分别以速度v01=3m/s、v02=1m/s向相反方向运动,g取10m/s2,如图所示.问:(1)在A、B同时运动的过程中,木板C的运动状态应该怎样?请说明理由.(2)若要使A、B最终不滑离木板,木板C的长度至少为多少?12.如图所示,质量为m A=2kg的木板A静止在光滑水平面上,一质量为m B=1kg的小物块B 以某一初速度v0从A的左端向右运动,当A向右运动的路程为L=0.5m时,B的速度为v B=4m/s,此时A的右端与固定竖直挡板相距x。
已知木板A足够长(保证B始终不从A上掉下来),A与挡板碰撞无机械能损失,A、B之间的动摩擦因数为μ=0.2,g取10m/s2(1)求B的初速度值v0;(2)当x满足什么条件时,A与竖直挡板只能发生一次碰撞?13.如图所示,质量为m3=2kg的滑道静止在光滑的水平面上,滑道的AB部分是半径为R =0.3m的四分之一圆弧,圆弧底部与滑道水平部分相切,滑道水平部分右端固定一个轻弹簧.滑道除CD部分粗糙外其他部分均光滑.质量为m2=3kg的物体2(可视为质点)放在滑道的B点,现让质量为m1=1kg的物体1(可视为质点)自A点由静止释放.两物体在滑道上的C点相碰后粘为一体(g=10m/s2).求:(1)物体1从释放到与物体2相碰的过程中,滑道向左运动的距离;(2)若CD=0.2m,两物体与滑道的CD部分的动摩擦因数都为μ=0.15,求在整个运动过程中,弹簧具有的最大弹性势能;(3)物体1、2最终停在何处.。