2010年高考物理总复习学案11:碰撞问题考点透析
2010年高考物理总复习学案11:碰撞问题考点透析第4页

  L0=0.6m的轻弹簧,右端放置一质量为m=1kg的小物块,小物块与木块间的动摩擦因数为μ=0.4,今对小物块施加一个水平向左的瞬时冲量I0=4N·s,小物块相对于木板向左运动而压缩弹簧使弹性势能增大为最大值Emax,接着小物块又相对于木板向右运动,最终恰好相对静止于木板的最右端,设弹簧未超出弹性限度,并取重力加速度为g=10m/s2。求:

  (1)当弹簧弹性势能最大时小物块速度v;

  (2)弹性势能的最大值Emax及小物块相对于木板向左运动的最大距离Lmax。

   解析:(1)由动量定理及动量守恒定律得

       I0=mv0 mv0=(m+M)v

   解得:v=1m/s

  (2)由动量守恒定律和功能关系得

     mv0=(m+M)u

     mv2 =(m+M)v2+μmgLmax+Emax

     mv2 =(m+M)u2+2μmgLmax

   解得:Emax=3J Lmax=0.75m

  5.在绝缘水平面上放一质量m=2.0×10-3kg的带电滑块A,所带电荷量q=1.0×10-7C.在滑块A的左边l=0.3m处放置一个不带电的绝缘滑块B,质量M=4.0×10-3kg,B与一端连在竖直墙壁上的轻弹簧接触(不连接)且弹簧处于自然状态,弹簧原长S=0.05m.如图所示,在水平面上方空间加一水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E=4.0×105N/C,滑块A由静止释放后向左滑动并与滑块B发生碰撞,设碰撞时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并一起压缩弹簧至最短处(弹性限度内),此时弹性势能E0=3.2×10-3J,两滑块始终没有分开,两滑块的体积大小不计,与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.5,g取10m/s2.求:

  (1)两滑块碰撞后刚结合在一起的共同速度v;

  (2)两滑块被弹簧弹开后距竖直墙壁的最大距离s.

  解析:(1)设两滑块碰前A的速度为v1,由动能定理有:

  

  解得:v1=3m/s

A、B两滑块碰撞,由于时间极短动量守恒,设共同速度为v