Question

質量m=2kg的平板車左端放有質量M=3kg的小滑塊，滑塊與平板車之間的摩擦系數μ=0.4，開始時，平板車和滑塊共同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右運動，并與豎直墻壁發生碰撞，設碰撞時間極短且碰撞后平板車速度大小保持不變，但方向與原來相反。平板車足夠長，以至滑塊不會滑到平板車右端。如圖（取g=10m/s2）求：

⑴平板車第一次與墻壁碰撞后向左運動的最大距離；

⑵平板車第二次與墻壁碰撞前瞬間的速度v；

 

Answer 1

 

（1）0.33m

（2）0.4m/s

解析:解：（1）設第一次碰墻壁后，平板車向左移動s，末速度變為0，由于系統總動量向右，平板車速度為零時，滑塊還在向右滑行，由動能定理：

 ，   ①

代入數據得：s =   

（2）設與墻相撞前平板車已經和滑塊取得共同速度，據動量定理得：

  ② 

由于撞墻前平板車與滑塊均做勻變速直線運動，那么平板車由速度為零向右加速到v1，前進的距離s1，由動能定理得：

 

代入數據得：, s1=m＜m 

充分說明平板車還未與墻相撞，就與滑塊取得共同速度，所以，平板車第二次與墻碰撞前瞬間的速度