機(jī)械能守恒定律與動(dòng)量守恒定律的比較及應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-07-23 02:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 點(diǎn)評(píng) 判斷物體的機(jī)械能是否守恒，關(guān)鍵要抓住守恒的條件，不能僅憑物體做什么運(yùn)動(dòng)，或不受什么力來(lái)判斷。例2 在質(zhì)量為M的小車中掛有一個(gè)單擺，擺球的質(zhì)量為m0，小車（和擺球一起）以恒定的速度V沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)，與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞（如圖1所示），碰撞的時(shí)間極短，在此碰撞過(guò)程中，下列可能發(fā)生的情況是A．小車、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化，分別變?yōu)関vv3，滿足B．?dāng)[球的速度不變，小車和木塊的速度分別變?yōu)関1，v2，滿足C．?dāng)[球的速度不變，小車和木塊的速度均變?yōu)関，滿足D．小車和擺球的速度均變?yōu)関1，木塊的速度變?yōu)関2，滿足分析與解 本題的四個(gè)選項(xiàng)是單純涉及動(dòng)量守恒定律的問(wèn)題，本題的關(guān)鍵詞是小車“沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)”，木塊也置于光滑水平面上，所以系統(tǒng)在水平方向不受外力，碰撞前后系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。另一個(gè)關(guān)鍵詞是“碰撞時(shí)間極短”，因此，小車和木塊碰撞時(shí)，小車和木塊間的作用力只能使小車和木塊的動(dòng)量發(fā)生變化，而不能使擺球的動(dòng)量發(fā)生變化。因此，列方程時(shí)，只需列出小車與木塊動(dòng)量守恒的表達(dá)式，考慮到小車和木塊碰撞后可能分離，故有；也可能粘合運(yùn)動(dòng)，則有。故應(yīng)選擇選項(xiàng)B，C。討論 如將本題改為：在質(zhì)量為M的小車中掛有一個(gè)單擺，擺球的質(zhì)量為m0，擺球偏離豎直位置θ角，小車和單擺一起以恒定的速度V沿光滑水平地面運(yùn)動(dòng)，然后釋放擺球，與靜止放在車廂內(nèi)擺線懸掛點(diǎn)正下方的質(zhì)量為m的木塊發(fā)生正撞（如圖2所示），且碰撞時(shí)間極短
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