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

分析：根據動量守恒求共同速度，然后可以以小車為研究對象根據動能定理求右端離墻的距離；
小車先勻減速后反向勻加速，最后勻速，做出速度時間圖象．

解答：解：（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：-μMgs1=

1

2

m

v

2 1

-

1

2

m

v

2 0

，
解得：s₁=0.6m．
（2）如圖，要求：坐標系完整正確；

答：（1）當小車和鐵塊再次具有共同速度時，小車右端離墻0.6m遠．
（2）如圖．

點評：本題考查了動量守恒與動能定理以及運動形式的分析，有一定難度．