Question

質量m=1kg的小車左端放有質量M=3kg的鐵塊，兩者以v₀=4m/s的共同速度沿光滑水平面向豎直墻運動，車與墻的碰撞時間極短，無動能損失。鐵塊與車間的動摩擦因數為μ=1/3，車足夠長，鐵塊不會到達車的右端。從小車第一次與墻相碰開始計時，取水平向右為正方向，g=10m/s²，求：（1）當小車和鐵塊再次具有共同速度時，小車右端離墻多遠？（2）在答卷的圖上畫出第二次碰撞前，小車的速度時間圖象。不要求寫出計算過程，需在圖上標明圖線的起點、終點和各轉折點的坐標。

Answer 1

（1）0.6m（2）（2）如圖，要求：坐標系完整正確；

0~0.6s內圖象及坐標完整正確；
0.6~0.9s內圖象及坐標完整正確

（1）撞墻后至兩者具有共同速度，小車和鐵塊系統動量守恒：

（M-m）v₀=（M+m）v₁，   
此時小車右端離墻距離s₁，由動能定理知：
，
。             
（2）如圖，要求：坐標系完整正確；
0~0.6s內圖象及坐標完整正確；
0.6~0.9s內圖象及坐標完整正確