巧用动量守恒 速解疑难问题
2015-09-10马景席李兴
中学物理·高中 2015年5期
关键词:系统
马景席 李兴

动量守恒定律是中学物理中一个非常重要的定律,在历年的高考中都会作为一个重点内容来进行考查.笔者在教学过程中发现,许多同学在处理一些研究对象为多个物体、研究过程也比较多的情况下,常常会感到束手无策,望题兴叹.下面笔者通过对两个例题的研究解答,以期起到对教师教学、学生学习以抛砖引玉的作用.
例1 如图1所示,光滑水平面上有一小车,右端固定一沙箱,沙箱左侧连接一水平轻弹簧,小车和沙箱总质量为M,车上放有一小物块A,质量也为M.物块A随小车以速度v0一起向右匀速运动,物块A与其左侧车面的动摩擦因数为μ,与其它车面的摩擦不计.在车匀速运动的过程中,距沙面高H处有一质量为m的钢球自由下落,恰好落入沙箱中.试求:①小车在前进过程中,弹簧弹性势能的最大值是多少?②为使物块A不从小车上滑下,车面粗糙部分至少多长?
解析 钢球落入沙箱直至与小车共速的极短过程中,小车与钢球所组成的系统在水平方向上动量守恒,故小车速度减小;由于A与A的右侧车面无摩擦,故物块A的速度不变,相对于小车向右滑动.
物块与弹簧接触后,挤压弹簧,在弹力作用下,A减速,小车加速,只要A的速度大于小车速度,弹簧的压缩量就一直在变大,当二者共速时,弹簧的压缩量达到最大,此时弹性势能最大.此后,A的速度仍要继续减小,小车继续加速,A的速度开始小于小车速度,弹簧的压缩量开始减小,弹性……
登录APP查看全文
