题目内容
【题目】相同材料制成的两个滑块
和
(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。
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【答案】(1)
(2)![]()
【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
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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
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第三阶段:
、
整体减速为零,设滑行距离为
,
由动能定理有
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由碰后
图象可知
,![]()
代入数据解得
,
,
,![]()
滑块
全程走过的距离
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(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
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由机械能守恒有
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解得
;
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滑块
返向位移大小为
,由动能定理有
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滑块
前行位移大小为
,由动能定理有
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代入数据解得
;![]()
、
滑块最终相距
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