Question

如圖所示，質量M=50kg的空箱子，靜止在光滑水平面上，箱子中有一個質量
m=30kg的鐵塊，鐵塊與箱子的左端ab壁相距s=lm，它一旦與ab壁接觸后就不會分開，鐵塊與箱底間的摩擦可以忽略不計．用水平向右的恒力F=10N作用于箱子，2s末立即撤去作用力，最后箱子與鐵塊的共同速度大小為（　　）

• A．

  2

  5

  m/s
• B．

  1

  4

  m/s
• C．

  2

  3

  m/s
• D．

  5

  32

  m/s

Answer 1

分析：箱子受到恒力的作用做勻加速運動，使用牛頓運動定律求出2s末箱子的速度和位移，再用動量守恒定律列方程求解共同的速度．

解答：解：恒力F作用于箱子上時，箱子的加速度：
  a=

F

M

=

10

50

=0.2m/s²
2s末，箱子的速度大小為：v₀=at=0.2×2=0.4m/s
箱子的位移：s=

1

2

at2=

1

2

×0.2×22=0.4m
此時箱子與鐵塊沒有相碰．
設碰后共同速度為v，根據動量守恒定律得：Mv₀=（M+m）v
聯立以上各式可得：v=

Mv0

M+m

=

50×0.4

50+30

m/s=

1

4

m/s
故選：B

點評：該題將牛頓運動定律與動量守恒定律結合起來，關鍵分析物體的運動過程，抓住碰撞過程的基本規律進行求解．情景相對簡單，屬于中檔題目．