题目内容

【题目】相同材料制成的两个滑块(可看作质点),置于水平地面,质量分别为,此时二者相距,如图甲所示。现给滑块一初速度后与静止的滑块发生正碰并粘在一起(作用时间极短),碰后运动的图象如图乙所示,求:

1)滑块全程走过的距离;

2)若在滑块上安装一轻质弹簧(大小可忽略),如图丙所示,其他条件不变,相碰时作用时间极短且弹簧始终在弹性范围内,求最终滑块相距的距离。

【答案】12

【解析】

1)第一阶段:滑块减速运动到滑块处,设此时滑块的速度为,用时,取向右为正方向,由动量定理有

第二阶段:相碰,时间极短,取向右为正方向,由动量守恒定律有

第三阶段:整体减速为零,设滑行距离为

由动能定理有

由碰后图象可知

代入数据解得

滑块全程走过的距离

2相碰前的运动情况与(1)中第一阶段相同,此相碰过程是弹性碰撞,时间极短,由动量守恒有

由机械能守恒有

解得

滑块返向位移大小为,由动能定理有

滑块前行位移大小为,由动能定理有

代入数据解得

滑块最终相距

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