2017-2018学年粤教版选修3-5 动量 动量守恒定律 第1课时 作业
2017-2018学年粤教版选修3-5        动量     动量守恒定律          第1课时         作业第4页

二、非选择题

9.(2018·成都实验中学月考)如图,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平导轨上的O点,此时弹簧处于原长.另一质量与B相同的滑块A从导轨上的P点以初速度v0向B滑行,当A滑过距离l时,与B相碰.碰撞时间极短,碰后A、B粘在一起运动.设滑块A和B均可视为质点,与导轨的动摩擦因数均为μ.重力加速度为g.若A、B压缩弹簧后恰能返回到O点并停止,求弹簧的最大压缩量.

解析:设A、B质量均为m,A刚接触B时的速度为v1,碰后瞬间共同的速度为v2;

以A为研究对象,从P到O,由能量守恒定律得:

μmg l=mv-mv,

以A、B为研究对象,碰撞瞬间系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律:

mv1=2mv2,

解得:v2=,

碰后A、B由O点向左运动,又返回到O点,设弹簧的最大压缩量为x,由能量守恒定律得:μ(2mg)·2x=·2mv,解得:x=-.

答案:-

10.(2018·辽宁抚顺模拟)如图所示,固定的圆弧轨道与水平面平滑连接,轨道与水平面均光滑,质量为m的物块B与轻质弹簧拴接静止在水平面上,弹簧右端固定.质量为3m的物块A从圆弧轨道上距离水平面高h处由静止释放,与B碰撞后推着B一起运动但与B不粘连.求:

(1)弹簧的最大弹性势能;

(2)A与B第一次分离后,物块A沿圆弧面上升的最大高度.

解析:(1)A下滑与B碰撞前,根据机械能守恒得

3mgh=×3mv

A与B碰撞,根据动量守恒得3mv1=4mv2

弹簧最短时弹性势能最大,系统的动能转化为弹性势能,根据能量守恒得

Epmax=×4mv=mgh

(2)根据题意,A与B分离时A的速度大小为v2

A与B分离后沿圆弧面上升到最高点的过程中,根据机械能守恒得3mgh′=×3mv

解得h′=h

答案:(1)mgh (2) h