高考物理压轴题汇编
1、如图所示,一质量为M、长为l的长方形木板B放在光滑的水平地面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m〈M。现以地面为参照系,给A和B以大小相等、方向相反的初速度(如图5),使A开始向左运动、B开始向右运动,但最后A刚好没有滑离L板。以地面为参照系。
(1)若已知A和B的初速度大小为v0,求它们最后的速度的大小和方向。
(2)若初速度的大小未知,求小木块A向左运动到达的最远处(从地面上看)离出发点的距离。
解法1: (1)A刚好没有滑离B板,表示当A滑到B板的最左端时,A、B具有相同的速度。设此速度为,A和B的初速度的大小为,则由动量守恒可得:
解得: , 方向向右 ①
(2)A在B板的右端时初速度向左,而到达B板左端时的末速度向右,可见A在运动过程中必经历向左作减速运动直到速度为零,再向右作加速运动直到速度为V的两个阶段。设为A开始运动到速度变为零过程中向左运动的路程,为A从速度为零增加到速度为的过程中向右运动的路程,L为A从开始运动到刚到达B的最左端的过程中B运动的路程,如图6所示。设A与B之间的滑动摩擦力为f,则由功能关系可知:
对于B ②
对于A ③ ④
由几何关系 ⑤
由①、②、③、④、⑤式解得 ⑥
解法2: 对木块A和木板B组成的系统,由能量守恒定律得:
⑦
由①③⑦式即可解得结果
本题第(2)问的解法有很多种,上述解法2只需运用三条独立方程即可解得结果,显然是比较简捷的解法。
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