题目内容

18.如图,甲车上表面光滑,质量m甲=3kg,右端放一个质量为m=1kg的小物体(可以看成质点),甲车和小物体静止在光滑水平面上#乙车质量为m乙=4kg,以5m/s的速度向左运动,与甲车碰撞后甲车获得4m/s的速度,小物体滑到乙车上; 若乙车上表面粗糙而且足够长,则:
①乙车与甲车碰撞后,乙车的速度为多大?
②最终小物体在乙车上相对静止时的速度为多少?小物体在乙车上表面相对滑行的过程中,小物体受到的合外力的冲量I合 多大?

分析 ①甲、乙碰撞后动量守恒,根据动量守恒定律求出碰后乙的速度;
②小物体和乙车作用过程中,整体动量守恒,根据动量守恒定律求出两者的共同速度,对小物体应用动量定理求解小物体受到的合外力的冲量I合.

解答 解:①甲、乙碰撞过程动量守恒,设向左为正方向,根据动量守恒定律得:m乙v乙=m甲v甲′+m乙v乙′,
代入数据得:v乙′=2m/s
②小物体m在乙上滑动至有共同速度v,对小物体与乙车运用动量守恒定律得:m乙v乙′=(m+m乙)v
解得:v=1.6m/s
对小物体应用动量定理:I合=△P=mv
代入数据得I合=1.6N•m
答:①乙车与甲车碰撞后,乙车的速度为2m/s;
②最终小物体在乙车上相对静止时的速度为1.6m/s,小物体在乙车上表面相对滑行的过程中,小物体受到的合外力的冲量I合为1.6N•m.

点评 本题主要考查了动量守恒定律的直接应用,要求同学们能正确分析物体的运动情况,注意应用动量守恒定律时要规定正方向,难度适中.

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