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如图所示.长木板ab的b端固定一挡板.木板连同挡板的质量为M=4.0 kg.a.b间距离s

时间:2022-12-21 09:48:25

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如图所示.长木板ab的b端固定一挡板.木板连同挡板的质量为M=4.0 kg.a.b间距离s

问题补充:

如图所示,长木板ab的b端固定一挡板,木板连同挡板的质量为M=4.0 kg,a、b间距离s=2.0 m.木板位于光滑水平面上.在木板a端有一小物块,其质量m=1.0 kg,小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.10,它们都处于静止状态.现令小物块以初速v0=4.0 m/s沿木板向前滑动,直到和挡板相撞.碰撞后,小物块恰好回到a端而不脱离木板.求碰撞过程中损失的机械能.

答案:

答案:

2.4 J

【解析】

试题分析:物块在木板上滑动过程中,摩擦力分别对物块和木板做功.碰撞时,能量有损失,但系统动量守恒.若能求出碰撞前后,系统的动能,则可以解决问题.但按题设条件不行,故应从全过程中能量的转化情况来求解.

设木板和物块最后共同的速度为v,由动量守恒定律①

设全过程损失的机械能为E,

E= ②

用s1表示从物块开始运动到碰撞前瞬间木板的位移,W1表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功,用W2表示同样时间内摩擦力对物块所做的功.用s2表示从碰撞后瞬间到物块回到a端时木板的位移,W3表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功.用W4表示同样时间内摩擦力对物块所做的功,用W表示在全过程中摩擦力做的总功,则

用E1表示在碰撞过程中损失的机械能,则E1=E-W ⑧

由①—⑧式解得E1=

代入数据得E1=2.4 J.

考点: 动量守恒 能量守恒 摩擦生热

点评:本题属于典型的动量守恒能量守恒的问题,类似于子弹打物块,同学从能量角度理解此体会很简单,系统初始只有物块的动能,最后转化成了系统的摩擦生热和二者的动能其余的就是碰撞损失的,所以能量关系出来了,另外地面是光滑的,所以系统动量守恒这是必然的。

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