【題目】如圖所示,一輛質(zhì)量m=2kg的平板車左端放有質(zhì)量M=3kg的小滑塊,滑塊與平板車之間的動摩擦因數(shù)μ=04,開始時平板車和滑塊共同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右運動,并與豎直墻壁發(fā)生碰撞,設碰撞時間極短且碰撞后平板車速度大小保持不變,但方向與原來相反.平板車足夠長,以至滑塊不會滑到平板車右端.(取g=10m/s2)求:

1)平板車第一次與墻壁碰撞后向左運動的最大距離.

2)平板車第二次與墻壁碰撞前瞬間的速度v

3)為使滑塊始終不會滑到平板車右端,平板車至少多長?

【答案】(10.33m20.4m/s30.833m

【解析】試題分析:(1)設第一次碰墻壁后,平板車向左移動s,速度為0.由于系統(tǒng)總動量向右,平板車速度為零時,滑塊還在向右滑行.對平板車:

由動能定理得

代入數(shù)據(jù)得s=033m ③

2)假如平板車在第二次碰撞前還未和滑塊相對靜止,那么其速度的大小肯定還是2m/s,滑塊的速度則大于2m/s,方向均向右.這樣就違反動量守恒.

所以平板車在第二次碰撞前肯定已和滑塊具有共同速度v.此即平板車碰墻前瞬間的速度.

Mv0-mv0=m+Mv ④

代入數(shù)據(jù)得

3)平板車與墻壁發(fā)生多次碰撞,最后停在墻邊.設滑塊相對平板車總位移為L

根據(jù)能量守恒則有:

代入數(shù)據(jù)得L=083m

練習冊系列答案
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