Question

【題目】質量為M=3kg的平板車放在光滑的水平面上，在平板車的最左端有一小物塊(可視為質點)，物塊的質量為m=1kg，小車左端上方如圖所示固定著一障礙物A，初始時，平板車與物塊一起以水平速度v0=2m/s向左運動，當物塊運動到障礙物A處時與A發生無機械能損失的碰撞，而小車繼續向左運動，取重力加速度g=10m/s2.

（1）設平板車足夠長，求物塊與障礙物第一次碰撞后，物塊與平板車所能獲得的共同速度；

（2）設平板車足夠長，物塊與障礙物第一次碰撞后，物塊向右運動對地所能達到的最大距離是s=0.4m，求物塊與A第一次碰撞后到第二次碰撞前相對小車滑動的距離.

Answer 1

【答案】（1）1m/s（2）1.2m

【解析】（1）以物塊和車為系統，由動量守恒定律得：

代入已知數據解得，共同速度：v=1m/s

（2）設物塊受到的摩擦力為f，對物塊由動能定理得：

代入已知數據解得：f=5N

物塊與A第二次碰撞前已與車保持相對靜止，對系統由能量守恒定律得：

代入已知數據解得：s相對=1.2m

點睛; 本題綜合考查了動能定理、動量守恒定律和能量守恒定律，綜合性較強，對學生能力要求較高，需加強這方面的訓練．