Question

【題目】如圖，在高為h＝5m的平臺右邊緣上，放著一個質(zhì)量M＝3kg的鐵塊，現(xiàn)有一質(zhì)量為m＝1kg的鋼球以v0＝10m/s的水平速度與鐵塊在極短的時間內(nèi)發(fā)生正碰被反彈，落地點(diǎn)距離平臺右邊緣的水平距離為L＝2m ， 已知鐵塊與平臺之間的動摩擦因數(shù)為0.5(不計(jì)空氣阻力，鐵塊和鋼球都看成質(zhì)點(diǎn)，取g＝10m/s2)，求：

（1）鋼球碰后反彈的速度；
（2）鐵塊在平臺上滑行的距離s。

Answer 1

【答案】
（1）

設(shè)碰撞后鋼球反彈的速度大小為v1，鐵塊的速度大小為v，由于碰撞時間極短，系統(tǒng)的動量守恒，以向左為正方向，

由動量守恒定律得：mv0=Mv-mv1，①

碰后鋼球做平拋運(yùn)動，在水平方向：l=v1t②

在豎直方向：h= gt2③

由①②③代入數(shù)據(jù)解得：t=1s，v1=2m/s，v=4m/s

（2）

碰后鐵塊向左做勻減速直線運(yùn)動，加速度大小為

a=μg=0.5×10=5m/s2④

最終速度為0，則其運(yùn)行時間為： ⑤

所以鐵塊在平臺右滑行的距離為

【解析】解:（1）設(shè)碰撞后鋼球反彈的速度大小為v1 ， 鐵塊的速度大小為v ， 由于碰撞時間極短，系統(tǒng)的動量守恒，以向左為正方向，
由動量守恒定律得：mv0=Mv-mv1 ， ①
碰后鋼球做平拋運(yùn)動，在水平方向：l=v1t②
在豎直方向：h=gt2③
由①②③代入數(shù)據(jù)解得：t=1s，v1=2m/s ， v=4m/s ， （2）碰后鐵塊向左做勻減速直線運(yùn)動，加速度大小為
a=μg=0.5×10=5m/s2④
最終速度為0，則其運(yùn)行時間為： ⑤
所以鐵塊在平臺右滑行的距離為
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了平拋運(yùn)動的相關(guān)知識點(diǎn)，需要掌握特點(diǎn):①具有水平方向的初速度;②只受重力作用，是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動；運(yùn)動規(guī)律:平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動才能正確解答此題．