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选修1 第一章 动量守恒定律
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弹性碰撞和非弹性碰撞
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使用次数:118
更新时间:2020-12-14
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1.

静止在水平地面上的两小物块AB,质量分别为 ;两者之间有一被压缩的微型弹簧,A与其右侧的竖直墙壁距离,如图所示.某时刻,将压缩的微型弹簧释放,使AB瞬间分离,两物块获得的动能之和为.释放后,A沿着与墙壁垂直的方向向右运动.AB与地面之间的动摩擦因数均为.重力加速度取AB运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短.

1)求弹簧释放后瞬间AB速度的大小;

2)物块AB中的哪一个先停止?该物块刚停止时AB之间的距离是多少?

3AB都停止后,AB之间的距离是多少?

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题型:解答题
知识点:弹性碰撞和非弹性碰撞
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【答案】

1vA=4.0m/svB=1.0m/s;(2B先停止; 0.50m;(30.91m

【分析】

首先需要理解弹簧释放后瞬间的过程内AB组成的系统动量守恒,再结合能量关系求解出AB各自的速度大小;很容易判定AB都会做匀减速直线运动,并且易知是B先停下,至于A是否已经到达墙处,则需要根据计算确定,结合几何关系可算出第二问结果;再判断A向左运动停下来之前是否与B发生碰撞,也需要通过计算确定,结合空间关系,列式求解即可.

【详解】

1)设弹簧释放瞬间AB的速度大小分别为vAvB,以向右为正,由动量守恒定律和题给条件有

 ①

联立①②式并代入题给数据得

vA=4.0m/svB=1.0m/s

2AB两物块与地面间的动摩擦因数相等,因而两者滑动时加速度大小相等,设为a.假设AB发生碰撞前,已经有一个物块停止,此物块应为弹簧释放后速度较小的B.设从弹簧释放到B停止所需时间为tB向左运动的路程为sB.,则有

在时间t内,A可能与墙发生弹性碰撞,碰撞后A将向左运动,碰撞并不改变A的速度大小,所以无论此碰撞是否发生,A在时间t内的路程sA都可表示为

sA=vAt–

联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得

sA=1.75msB=0.25m⑧

这表明在时间tA已与墙壁发生碰撞,但没有与B发生碰撞,此时A位于出发点右边0.25m处.B位于出发点左边0.25m处,两物块之间的距离s

s=0.25m+0.25m=0.50m⑨

3t时刻后A将继续向左运动,假设它能与静止的B碰撞,碰撞时速度的大小为vA,由动能定理有

联立③⑧⑩式并代入题给数据得

           

AB将发生碰撞.设碰撞后AB的速度分别为vA′′以和vB′′,由动量守恒定律与机械能守恒定律有

       

       

联立式并代入题给数据得

       

这表明碰撞后A将向右运动,B继续向左运动.设碰撞后A向右运动距离为sA时停止,B向左运动距离为sB时停止,由运动学公式

       

式及题给数据得

sA小于碰撞处到墙壁的距离.由上式可得两物块停止后的距离

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 弹性势能 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 弹性势能的定义
弹性势能:

1、定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量
2、弹簧的弹性势能:(x为形变量)。形变越大,弹性势能越大;形变消失,弹性势能为零。
◎ 弹性势能的知识扩展
1、定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量
2、弹簧的弹性势能:(x为形变量)。形变越大,弹性势能越大;形变消失,弹性势能为零。
◎ 弹性势能的知识对比

重力势能与弹性势能:



◎ 弹性势能的教学目标
1、理解弹性势能的概念及意义。
2、理解弹力做功与弹簧弹性势能变化的关系,进一步了解功和能的关系。
◎ 弹性势能的考试要求
能力要求:知道
课时要求:20
考试频率:常考
分值比重:3

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