Question

【題目】如圖，在一足夠長的平直軌道上，某時刻質量的滑塊甲以的速度向右滑動，此時在甲正前方處，質量為的滑塊乙以向左滑來，經過一段時間兩滑塊發生碰撞，碰后兩滑塊粘在一起，繼續滑動一段距離靜止在軌道上．兩滑塊與軌道之間的動摩擦因數均為，.如果兩滑塊相互作用的時間為，甲、乙都可視為質點。

（1）經過多長時間兩滑塊發生碰撞？

（2）碰撞過程中若忽略此時摩擦力影響，則甲對乙的平均作用力為多大？

Answer 1

【答案】（1）1s（2）7.2N

【解析】

碰撞前兩滑塊都做勻減速直線運動，應用牛頓第二定律與運動學公式求出碰撞前兩滑塊的運動時間和速度，碰撞過程系統內力遠大于外力，系統動量守恒，應用動量守恒定律求出碰撞后的速度，然后應用動量定理求出碰撞作用力；

解：(1)碰撞前兩滑塊都做勻減速直線運動，由牛頓第二定律得：

解得：

碰撞時：

解得；（舍去）

(2)碰撞前滑塊的速度為：

碰撞過程系統內力遠大于外力，系統動量守恒，以甲的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：

解得：

由動量定理：

解得：