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- 2021-06-02 发布
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高中物理动量守恒定律模拟试题含解析
一、高考物理精讲专题动量守恒定律
1.水平放置长为 L=4.5m 的传送带顺时针转动,速度为 v=3m/s,质量为 m 2=3kg 的小球被
长为 1l m的轻质细线悬挂在 O 点,球的左边缘恰于传送带右端 B 对齐;质量为 m1=1kg
的物块自传送带上的左端 A 点以初速度 v0=5m/s 的速度水平向右运动,运动至 B 点与球 m 2
发生碰撞,在极短的时间内以碰撞前速率的 1
2
反弹,小球向右摆动一个小角度即被取走。
已知物块与传送带间的滑动摩擦因数为 μ=0.1,取重力加速度 210m/sg 。求:
(1)碰撞后瞬间,小球受到的拉力是多大?
(2)物块在传送带上运动的整个过程中,与传送带间摩擦而产生的内能是多少?
【答案】( 1)42N(2) 13.5J
【解析】
【详解】
解:设滑块 m1与小球碰撞前一直做匀减速运动,根据动能定理:
2 2
1 1 1 1 0
1 1=
2 2
m gL mv m v
解之可得: 1 =4m/sv
因为 1v v ,说明假设合理
滑块与小球碰撞,由动量守恒定律: 2
1 1 1 1 2 2
1= +
2
m v m v m v
解之得: 2 =2m/sv
碰后,对小球,根据牛顿第二定律:
2
2 2
2
m vF m g
l
小球受到的拉力: 42NF
(2)设滑块与小球碰撞前的运动时间为 1t ,则 0 1 1
1
2
L v v t
解之得: 1 1st
在这过程中,传送带运行距离为: 1 1 3S vt m
滑块与传送带的相对路程为: 1 1 1.5X L X m
设滑块与小球碰撞后不能回到传送带左端,向左运动最大时间为 2t
则根据动量定理: 1 2 1 1
1
2
m gt m v
解之得: 2 2st
滑块向左运动最大位移: 1 2
1 1
2 2mx v t =2m
因为 mx L ,说明假设成立,即滑块最终从传送带的右端离开传送带
再考虑到滑块与小球碰后的速度 1
1
2
v