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第2节
动量守恒定律及其应用
一、动量守恒定律
1.内容.
不受外力
矢量和
如果一个系统____________,或者所受外力的__________为
零,这个系统的总动量保持不变.
2.表达式.
p′
m1v1′+m2v2′
-Δp2
(1)p=______,系统相互作用前总动量 p 等于相互作用后的总
动量 p′.
(2)m1v1+m2v2=______________,相互作用的两个物体组成
的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和.
(3)Δp1=__________,相互作用的两个物体动量的变量等大反
向.
3.动量守恒的条件.
(1)理想守恒:系统不受外力或所受外力的矢量和为零,则系
统动量守恒.
(2)近似守恒:系统受到的外力矢量和不为零,但当内力远大
于外力时,系统的动量可近似看成守恒.
(3)某一方向上守恒:系统在某个方向上所受外力矢量和为零
时,系统在该方向上动量守恒.
二、碰撞现象
相互作用力
守恒
1.碰撞:两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常
大的____________,而其他的相互作用力相对来说显得微不足道
的过程,所以在爆炸过程中,系统的总动量守恒.
2.弹性碰撞:如果碰撞过程中机械能________,这样的碰撞叫
做弹性碰撞.
3.非弹性碰撞:如果碰撞过程中机械能________,这样的碰撞
叫做非弹性碰撞.
不守恒
相同
4.完全非弹性碰撞:碰撞过程中物体的形变完全不能恢复,以
致两物体合为一体一起运动,即两物体在非弹性碰撞后以_______
速度运动,系统有机械能损失.
三、反冲的特点
内力
远大于
1.定义:如果一个静止的物体在________的作用下分裂为两部
分,一部分向某个方向运动,另一部分必然向相反的方向运动.这
个现象叫做反冲.
2.反冲运动的特点及遵循的规律.
(1)特点:物体间作用力与反作用力产生的效果.
(2)遵循的规律:反冲运动是内力作用的结果,虽然有时系统
所受的合外力不为零,但由于系统内力________外力,所以可以
认为系统的总动量是守恒的.
【基础自测】
1.判断下列题目的正误.
(1)只要系统合外力做功为零,系统动量就守恒.(
(2)动量守恒的过程中,机械能只能不变或减少.(
(3)若某个方向合外力为零,则该方向动量守恒.(
)
)
)
(4)若在光滑水平面上的两球相向运动,碰后均变为静止,则
两球碰前的动量大小一定相同.(
)
(5)完全非弹性碰撞中,机械能损失最多.(
)
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√
2.(多选,2024 年甘肃卷)电动小车在水平面内做匀速圆周运
动,下列说法正确的是(
)
A.小车的动能不变
B.小车的动量守恒
C.小车的加速度不变
D.小车所受的合外力一定指向圆心
解析:做匀速圆周运动的物体速度大小不变,故动能不变,
A 正确;做匀速圆周运动的物体速度方向时刻在改变,故动量不
守恒,B 错误;做匀速圆周运动的物体加速度大小不变,方向时
刻在改变,C 错误;做匀速圆周运动的物体所受的合外力一定指
向圆心,D 正确.
答案:AD
3.质量为 m1=1 kg 和 m2(未知)的两个物体在光滑的水平面上
正碰,碰撞时间不计,其 x-t(位移—时间)图像如图所示,则可知
该碰撞属于( )
A.非弹性碰撞
B.弹性碰撞
C.完全非弹性碰撞
D.条件不足,不能确定
答案:B
4.冰车原先在光滑的水平冰面上匀速滑行,若一人在冰车上先
后向前和向后各抛出一个沙包,两沙包的质量和对地速度大小都
)
相同,沙包都抛出去之后,冰车的速率与原来相比(
A.增大了
B.减少了
C.不变
D.可能增大也可能减少
答案:A
热点 1 动量守恒定律的理解和基本应用
考向 1 动量守恒定律的理解
[热点归纳]
动量守恒定律的四个特性:
相对性 公式中 v1、v2、v1′、v2′ 必须相对于同一个惯性系
同时性 公式中v1、v2是在相互作用前同一时刻的速度,v1′、v2′是在相互作用后同一时刻的速度
矢量性 应先选取正方向,凡是与选取的正方向一致的动量为正值,相反为负值
普适性 不仅适用于低速宏观系统,也适用于高速微观系统
【典题 1】(多选)对于如图甲、乙、丙、丁所反映的物
理过程,下列说法正确的是(
)
甲
乙
丙
丁
A.图甲中子弹射入光滑水平面上的木块的过程中,子弹和木
块组成的系统动量守恒,机械能减少
B.图乙中 M、N 两木块放在光滑水平面上,剪断 M、N 两木
块之间的细线,在弹簧恢复原长的过程中,M、N 与弹簧组成的
系统动量守恒,机械能增加
C.图丙中两球匀速下降,细线断裂后,木球和铁球在水中运
动的过程,两球组成的系统动量守恒,机械能不守恒
D.图丁中木块沿放在光滑水平面上的斜面下滑,木块和斜面
组成的系统在水平方向上动量守恒,机械能一定守恒
解析:甲图中,在光滑水平面上,子弹射入木块的过程中,
子弹和木块组成的系统动量守恒,机械能有损失,A 正确;乙图中
M、N 两木块放在光滑的水平面上,剪断束缚 M、N 两木块之间
的细线,在弹簧恢复原长的过程中,M、N 与弹簧组成的系统动
量守恒,弹簧的弹性势能转化为两木块的动能,系统机械能守恒,
B错误;丙图中,木球和铁球组成的系统匀速下降,说明两球所受
水的浮力等于两球自身的重力,细线断裂后两球在水中运动的过
程中,所受合外力为零,两球组成的系统动量守恒,由于水的浮
力对两球做功,两球组成的系统机械能不守恒,C 正确;丁图中,
木块沿放在光滑水平面上的斜面下滑,木块和斜面组成的系统在
水平方向上不受外力,水平方向上动量守恒,由于斜面可能不光
滑,所以机械能可能有损失,D 错误.
答案:AC
考向 2 动量守恒定律的应用
【典题 2】(2023 年广东卷)如图为某药品自动传送系统的
示意图.该系统由水平传送带、竖直螺旋滑槽和与滑槽平滑连接
的平台组成,滑槽高为 3L,平台高为 L.药品盒 A、B 依次被轻放
在以速度 v0 匀速运动的传送带上,在与传送带达到共速后,从 M
点进入滑槽,A 刚好滑到平台最右端 N 点停下,随后滑下的 B 以
2v0 的速度与 A 发生正碰,碰撞时间极短,碰撞后 A、B 恰好落在
桌面上圆盘内直径的两端.已知 A、B 的质量分别为 m 和 2m,碰撞
擦因数为μ,重力加速度为 g,A、B 在滑至 N
点之前不发生碰撞,忽略空气阻力和圆盘的高
度,将药品盒视为质点.求:
(1)A 在传送带上由静止加速到与传送带
共速所用的时间 t.
(2)B 从 M 点滑至 N 点的过程中克服阻力
做的功 W.
(3)圆盘的圆心到平台右端 N 点的水平距离 s.
解:(1)A 在传送带上运动时的加速度 a=μg
由静止加速到与传送带共速所用的时间
(2)B 从 M 点滑至 N 点的过程中,根据动能定理有
(3)A、B 碰撞过程由动量守恒定律和能量关系可知
2m×2v0=mv1+2mv2
考向 3 某一方向动量守恒
[热点归纳]
相互作用的两个物体受的合外力不为 0,系统动量不守恒,但
是若某个方向合外力为 0,则系统在这个方向上动量守恒,可以在
这个方向上列动量守恒的方程求解相关问题.如自由下落的木块被
水平飞来的子弹击中,竖直方向由于重力作用合外力不为 0,动量
不守恒,而水平方向不受外力,满足动量守恒.再如光滑水平面上
有一斜面,斜面上的物体沿斜面下滑的过程中,物体和斜面组成
的系统水平方向动量守恒.
【典题 3】(2022 年广东茂名模拟)如图所示,在足够大的
光滑水平面上停放着装有光滑弧形槽的小车,弧形槽的底端切
线水平,一小球以大小为 v0 的水平速度从小车弧
形槽的底端沿弧形槽上滑,恰好不从弧形槽的顶
端离开.小车与小球的质量分别为 2m、m,以弧
形槽底端所在的水平面为参考平面.小球的最大
重力势能为(
)
解析:小球到达弧形槽顶端时,小球与小车的速度相同(设共
同速度大小为 v),在小球沿小车弧形槽上滑的过程中,小球与小
车组成的系统水平方向动量守恒,有 mv0=3mv,根据机械能守恒
答案:A
考向 4 动量守恒的临界问题
【典题 4】(2022 年广东联考)如图所示,某冰雪游乐场,小
朋友和小车均静止在足够大的水平地面上,小朋友将小车以大
小 v=12 m/s 的水平速度(相对地面)推向右侧的斜坡,小车在斜坡
上运动一段时间后返回地面,小朋友接住小车后再次以速率 v 将
小车推向斜坡,如此反复.小朋友与小车的质量分别为 m1=30 kg、
m2=5 kg,不计一切摩擦,不计小车经过斜坡底部时的机械能损失.
求:
(1)在小朋友第一次将小车推出的过程中,小朋友和小车组成
的系统的动能增量ΔEk.
(2)要使小朋友不能接住小车,小朋友推小车的次数.
解:(1)设向左为正方向,小朋友第一次将小车推出后的瞬间,
小朋友的速度大小为 v1,对小朋友第一次将小车推出的过程,根
据动量守恒定律有 m1v1=m2v
解得 v1=2 m/s
解得ΔEk=420 J.
(2)小车每次在斜坡上运动的过程中,斜坡对小车的水平冲量
大小 I=m2v-(-m2v)=2m2v.
若小朋友第 n 次推小车后,两者的速率均为 v,则此后小朋
友不能接住小车,对小朋友与小车组成的系统,根据动量定理有
nI=(m1+m2)v
解得 n=3.5,要使小朋友不能接住小车,小朋友推小车的次
数为 4.
思路导引
小朋友推车过程动量守恒,求出小朋友的速度,
然后求出二者增加的动能.斜面光滑,小车推出后的速度与从斜面
返回与小朋友作用的速度大小相等,每次推出小车,小朋友动量
的增加量相等,假设推出 n 次后,根据动量守恒求得小朋友的速
度大于小车的速度即可,临界情况是二者速度大小相等.
热点 2 碰撞
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1.碰撞遵循的三条原则.
(1)动量守恒定律.
(2)机械能不增加.
(3)速度要合理.
①同向碰撞:碰撞前,后面的物体速度大;碰撞后,前面的
物体速度大(或两物体速度相等);
②相向碰撞:碰撞后两物体的运动方向不可能都不改变(除非
两物体碰撞后速度均为零).
2.弹性碰撞讨论.
(1)碰后速度的求解.
考向 1 弹性碰撞
【典题 5】某表演者用一个大球和一个小球,做一种名为
“超级弹性碰撞”的实验,其中上面的小球被称为“超级弹球”.
如图所示,表演者将两球叠放在一起,从距地面高为 h 的位置由
静止释放,假设大球先与地面碰撞以原速率反弹后再与小球碰撞,
两球之间的碰撞无机械能损失且时间极短,且两球心的连线始终
竖直,已知大球的质量为 4m,小球的质量为 m,重力加速度为 g,
将两球视为质点,忽略空气阻力,求:
(1)该“超级弹球”第一次能够反弹的最大高度.
(2)该“超级弹球”从开始下落到第一次反弹到最大高度所经
历的时间.
思路导引
本题与常见的弹性碰撞不同.一般的弹性碰撞直接
给出碰撞前的速度,然后应用动量守恒定律和机械能守恒定律求
解碰撞后的速度.本题中的碰撞多了一个过程:先一起下落,落地
瞬间,上面小球速度不变,下面小球速度等大反向.
考向 2 非弹性碰撞
【典题 6】(2023 年广东肇庆二模)如图所示,竖直放置的
两个完全相同的轻弹簧,一端固定于地面,另一端与质量为 mB
的物体 B 固定在一起,质量为 mA 的物体 A 置于 B 中央位置的正
上方 H 处.现让 A 由静止开始自由下落,随后和 B 发生碰撞,碰
撞时间极短,碰撞后两物体粘在一起.已知 A 与 B 结合后经过时间
t 下降至最低点,A、B 始终在同一竖直平面内运动,弹簧始终处
于弹性限度内,不计空气阻力,重力加速度为 g,求:
(1)A 与 B 碰撞后瞬间的速度大小 v.
(2)AB 结合体从结合后至返回到碰撞点过程中的运动时间以
及该过程中弹簧对物体 B 冲量的大小.
解:(1)设 A 与 B 碰撞前瞬间的速度大小为 v0,A 与 B 碰撞后
瞬间的速度大小为 v,由机械能守恒定律得
(2)从碰撞后至返回到碰撞点的过程中,AB 结合体做简谐运动.
根据简谐运动的对称性,可得运动时间 t总=2t
思路导引
A 与 B 碰撞前的速度可由机械能守恒定律求得,
A 与 B 的碰撞为完全非弹性碰撞,碰撞后达到共速.AB 结合体从
结合后至返回到碰撞点过程中的运动时间可由简谐运动的对称性
求得,该过程中弹簧对物体 B 的冲量难以根据力与时间的乘积求
得,优先考虑应用动量定理求解.
考向 3 碰撞后运动状态可能性的判定
【典题 7】(2022 年广东广州二模)如图 所示,2022 年北京
冬奥会某次冰壶比赛,甲壶以速度 v0 与静止的乙壶发生正碰.已
知冰面粗糙程度处处相同,两壶完全相同,从碰撞到两壶都静
)
止,乙壶的位移是甲壶的 9 倍,则(
A.两壶碰撞过程无机械能损失
B.两壶碰撞过程动量变化量相同
D.碰撞后瞬间,乙壶的速度为 v0
相同,从碰撞到两壶都静止,乙的位移是甲的 9 倍,设碰后两壶
矢量,两壶碰撞过程动量变化量大小相同但方向相反,B 错误.
答案:C
作用原理 反冲运动是系统内物体之间的作用力和反作用力产
生的效果
动量守恒 反冲运动中系统不受外力或内力远大于外力,所以
反冲运动遵循动量守恒定律
机械能增加 反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,
所以系统的总机械能增加
热点 3 反冲现象
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【典题8】皮划艇射击是一种比赛运动,比赛时,运动员站在
静止的皮划艇上,持枪向岸上的枪靶水平射击.已知运动员(包括除
子弹外的装备)及皮划艇的总质量为 M,子弹的质量为 m.假设射击
过程中子弹的火药释放的总能量为 E,且全部转化为动能,在陆
地射击和在皮划艇上射击时,子弹的出射速度会有少许差异.陆地
射击时子弹的出射速度为 v1,子弹动能为 Ek1;在皮划艇上射击时
子弹的出射速度为 v2,动能为 Ek2,运动员及皮划艇的速度为 v3,
射击过程中可认为子弹、运动员及皮划艇组成的系统在水平方向
动量守恒.下列关系式正确的是(
)
解析:在陆地射击时,火药释放的能量全部转化为子弹的动
答案:D
动量守恒 由于爆炸是在极短的时间内完成的,爆炸物体间的相
互作用力远远大于受到的外力,所以在爆炸过程中,
系统的总动量守恒
动能增加 在爆炸过程中,由于有其他形式的能量(如化学能)转化
为动能,所以爆炸后系统的总动能增加
位置不变 爆炸的时间极短,因而作用过程中,物体产生的位移
很小,一般可忽略不计,可以认为爆炸后仍然从爆炸
前的位置以新的动量开始运动
热点 4 爆炸
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【典题9】(2024 年青海二模)斜向上发射的炮弹在最高点爆炸
(爆炸时间极短)成质量均为 m 的两块碎片,其中一块碎片沿原路
返回.已知炮弹爆炸时距地面的高度为 H,炮弹爆炸前的动能为 E,
重力加速度大小为 g,不计空气阻力和火药的质量,则两块碎片
落地点间的距离为( )
答案:D
常见情景
问题 两个原来静止的物体发生相互作用时,若所受外力的矢量和为
零,则动量守恒.在相互作用的过程中,任一时刻两物体的速度
大小之比等于质量的反比.这样的问题归为“人船模型”问题
人船模型
1.模型特点.
特点 人动船动,人静船静,人快船快,人慢船慢,人左船右;人船
位移比等于它们质量的反比;人船平均速度(瞬时速度)比等于
它们质量的反比,即
注意 应用此关系时要注意一个问题:公式 v1、v2 和 x 一般都是相对地面而言的
(续表)
2.两个重要关系.
【典题 10】有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船又窄又长,
一位同学想用一个卷尺测量它的质量.他进行了如下操作:首先将
船平行码头自由停泊,然后他轻轻从船尾上船,走到船头后停下,
而后轻轻下船,用卷尺测出船后退的距离 d 和船长 L.已知他自身
的质量为 m,则船的质量为(
)
A.
m(L+d)
d
B.
m(L-d)
d
mL
C.
d
D.
m(L+d)
L
时间为 t.则 v= ,v′=
向,根据动量守恒定律得Mv-mv′=0,解得船的质量M=
解析:画出如图 所示的草图.
设人走动时船的速度大小为 v,人的速度大
小为 v′,船的质量为 M,人从船尾走到船头所用
d
t
L-d
t
,人和船组成的系统
在水平方向上动量守恒,取船的速度方向为正方
m(L-d)
d
,
B 正确.
答案:B
类型 1 A 先与 B 发生作用,A、B 作为一个整体再
与 C 发生作用
类型 2 A 先与 B、C 整体发生作用,当 B 与 C 分
离后,A 再与其中之一发生作用
动量与能量综合的四大模型
模型一 三体二次作用模型
“三体二次作用”是指题目情景涉及三个物体间发生两次不
同的相互作用过程.
【典题 11】(多选)竖直放置的轻弹簧下端固定在地
上,上端与钢板连接,钢板处于静止状态,如图所示.
一物块从钢板正上方 0.2 m处的 P点自由落下,打在钢
板上(碰撞时间极短)并与钢板一起向下运动 0.1 m 后到
达最低点 Q.已知物块和钢板的质量都为 2 kg,重力加速
度大小 g 取 10 m/s2,下列说法正确的是(
)
A.物块与钢板碰撞后的速度为 1 m/s
B.物块与钢板碰撞后一起运动的加速度一直增大
C.从 P 到 Q 的过程中,弹簧弹性势能的增加量为 6 J
D.从 P 到 Q 的过程中,物块、钢板、弹簧组成的系统机械能
守恒
簧弹力小于两者的总重力,两者向下做加速度减小的加速运动.当
弹簧弹力等于两者的总重力时,加速度为零,速度达到最大.继续
向下运动的过程,弹簧弹力大于两者的总重力,两者向下做加速
度增大的减速运动,可知物块与钢板碰撞后一起运动的加速度不
是一直增大,B 错误;从 P 到 Q 的过程中,根据能量守恒定律可知
2×2×10×0.1 J=6 J,C 正确;由于物块与钢板碰撞为完全非弹性
碰撞,存在机械能损失,从 P 到 Q 的过程中,物块、钢板、弹簧
组成的系统机械能不守恒,D 错误.
答案:AC
模型二 子弹打木块模型
若木块置于光滑水平面上,子弹和木块构成的系统不受外力
作用,系统动量守恒,系统内力是一对相互作用的摩擦力,如图
所示.
设子弹质量为 m,水平初速度为 v0,置于光滑水平面上的木
块质量为 M.若子弹刚好穿过木块,则子弹和木块最终具有共同速
度 u.
由动量守恒定律:mv0=(M+m)u ①
对于子弹,由动能定理:
从图形中可得:s1-s2=L ④
常用结论:子弹打木块模型中(木块放在光滑水平面上),摩擦
力与相对位移的乘积等于系统动能的减少,也等于作用过程中产
生的内能.
【典题12】(2024 年广东深圳三模)如图所示,ABC 是光滑轨
道,其中 BC 部分是半径为 R 的竖直放置的半圆,AB 部分与 BC
部分平滑连接.一质量为 M 的小木块放在轨道水平部分,木块被水
平飞来的质量为 m 的子弹射中,子弹留在木块中.子弹击中木块前
的速度为 v0.若被击中的木块能沿轨道滑到最高点 C,重力加速度
为 g,求:
(1)子弹击中木块后的速度.
(2)子弹击中木块并留在其中的过程中子弹和木块产生的热量
Q.
解:(1)子弹击中木块,整个系统动量守恒,有
mv0=(M+m)v
解得子弹击中木块后的速度
v=
mv0
M+m
.
(2)根据能量守恒定律可得
模型图示 模型特点
(1)系统的动量守恒,但机械能不守恒,摩擦力与两者相对位移的乘积等于系统减少的机械能
(2)若木块未从木板上滑下,当两者速度相同时,木板速度最大,相对位移最大(完全非弹性碰撞拓展模型)
模型三 滑块—木板模型
【典题 13】如图所示,足够长的小平板车 B 的质量为M,
以水平速度 v0 向右在光滑水平面上运动,与此同时,质量为m
的小物体 A 从车的右端以水平速度 v0 沿车的粗糙上表面向左运
动.若物体与车面之间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为 g,则
在足够长的时间内(
)
v0,若 M>m,A 所受的摩擦力为 Ff=μmg,
解析:规定向右为正方向,根据动量守恒定律有 Mv0-mv0=
(M+m)v,得 v=
M-m
M+m
答案:D
思路导引
A 选项研究物体 A,末速度为 0 时位移最大,B
选项研究小车,末速度为 0 时,位移最大,应用动能定理求解.由
动量守恒求出二者共同速度、动量的变化及摩擦力的冲量,由冲
量得到作用时间.
模型图示 模型特点
(1)动量守恒:两个物体与弹簧相互作用的过程中,若系
统所受外力的矢量和为零,则系统动量守恒
(2)机械能守恒:系统所受的外力为零或除弹簧弹力以外
的内力不做功,系统机械能守恒
(3)弹簧处于最长(最短)状态时两物体速度相等,弹性势
能最大,系统动能通常最小(完全非弹性碰撞拓展模型)
(4)弹簧恢复原长时,弹性势能为零,系统动能最大(完
全弹性碰撞拓展模型,相当于碰撞结束时)
模型四 滑块弹簧模型
【典题 14】A、B 两小球静止在光滑水平面上,用水平轻弹
簧相连接,A、B 两球的质量分别为 m 和 M(m瞬时速度 v(如图甲),弹簧压缩到最短时的长度为 L1.若使B 球
获得瞬时速度 v(如图乙),弹簧压缩到最短时的长度为 L2,则
)
L1 与 L2 的大小关系为(
甲
A.L1>L2
C.L1=L2
乙
B.L1D.不能确定
解析:当弹簧压缩到最短时,两球的速度相同,对题图甲,取 A 的
初速度方向为正方向,由动量守恒定律得 mv=(m+M)v1,由机械能守恒
答案:C
“圆弧轨道+滑块(小球)”模型
1.模型图(如图所示).
2.模型特点.
(1)最高点:m 与 M 具有共同水平速度,且 m 不可能从此处离
开轨道,系统水平方向动量守恒,系统机械能守恒.mv0=(M+m)v共,
(2)最低点:m 与 M 分离点.水平方向动量守恒,系统机械能守
【典题15】(2024 年安徽卷)如图所示,一实验小车静止在光
滑水平面上,其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道.
圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点,一物块静止于小车
最左端,一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于 O 点正下方,并轻
靠在物块右侧.现将细线拉直到水平位置时,静止释放小球,小球
运动到最低点时与物块发生弹性碰撞.碰撞后,物块沿着小车上的
轨道运动,已知细线长 L=1.25 m.小球质量 m=0.20 kg.物块、小
车质量均为 M=0.30 kg.小车上的水平轨道长 s=1.0 m.圆弧轨道半
径 R=0.15 m.小球、物块均可视为质点.不计空气阻力,重力加速
度 g 取 10 m/s2.
(1)求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小.
(2)求小球与物块碰撞后的瞬间,物块速度的大小.
(3)为使物块能进入圆弧轨道,且在上升阶段不脱离小车,求
物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围.
(3)若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点,此时两者共速,则
对物块与小车整体由水平方向动量守恒
Mv2=2Mv3
由能量守恒定律
解得μ1=0.4
若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置,此时两者共速,
则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
Mv2=2Mv4
由能量守恒定律
解得μ2=0.25
综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围为
0.25≤μ<0.4.