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物理教育毕业论文:动量守恒问题

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2015-11-27

说明:本题的关键在于碰撞的时间极短,所以只是小车和木块之间的碰撞问题,而摆球在此极短时间内并没有参与作用。我们应理解并明确动量守恒定律是建立在动量定理基础上的,系统内力的冲量不改变系统的动量。因此,在选择研究系统时,应充分考虑参与相互作用的是哪些物体组成的系统。

例2.三个小球的质量为m,B、C两球用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上。A球以速度υ0沿B、C两球球心的连线向B球运动,碰撞后A、B两球粘在一起。问:①A、B两球刚刚粘合在一起时的速度是多大?②三球的速度达到相同时的共同速度是多大?

解析:在A、B碰撞的过程中,弹簧的压缩量是极其微小的,产生的弹力完全可以忽略,即C球没有参与作用。因此,A、B两球组成系统所受合外力为零,动量守恒。以υ0的方向为动量的正方向,则有mυ0=2mυ1,υ1=υ0/2。

黏合在一起的A、B两球通过弹簧和C球的作用,C球速度由零开始增大,而A、B两球则减速,会出现三球速度相同的瞬间。在这一过程中,三球构成系统动量守恒,即:

2mυ1=3mυ2,υ2=,υ1=。

mυ0=3mυ2,υ2=υ0/3。

说明:运用动量守恒定律解题时,我们应在过程分析、受力分析的基础上恰当地选取研究对象、物理过程进行求解。

例3.如图3所示,在光滑水平面上有木块A和B紧靠在一起,它们的上表面粗糙,铁块C以初速度υ0=10m/s沿两木块的上表面滑过。由于摩擦,C停留在B上,此时B、C的共同速度为υ=1.5m/s。已知mA=0.25kg,mB=0.5kg,mC=0.1kg,求:①A获得的速度υA;②C刚滑上B时C的速度υ′C。

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