题目内容
【题目】如图所示，物块P、Q静止在水平地面上，P的质量为
，Q的质量为
。物块与水平面间的滑动摩擦因数
均为0.2，P与Q、Q与竖直墙之间的距离均为
。某时刻给物块P瞬时冲量，使其获得水平向右的初速度
，P、Q碰撞后的机械能为碰前的
，Q与竖直墙碰撞为弹性碰撞，碰后速度大小不变，方向反向。所有碰撞时间极短可忽略，物块可看成质点，重力加速度
取
。
(1)求P、Q第一次碰后瞬间各自速度的大小；
(2)通过计算判断P、Q能否发生二次碰撞，若能发生请计算二次碰撞前瞬间两者的速率；若不能请说明理由。
【答案】(1) 
，
；(2) 
，
【解析】
(1)从P开始运动到P、Q碰撞前过程，对P，由动能定理得
代入数据解得
碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
由题意可知
代入数据解得
，
负号表示方向向左。
(2)碰撞后P、Q都做减速运动，加速度都为
P速度变为零需要的时间
该过程P的位移
Q与墙壁碰撞后速率不变，加速度大小不变，若
不发生二次碰撞，
在速度为零前运动的路程
因为
，所以
可发生二次碰撞，根据上述分析可知
碰撞前P的速度为0
代入数据解得
所以二次碰撞前P的速度为
，Q的速度为
。
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