摘要:如图所示.一辆质量为m=2 kg的平板车左边放有质量M=3 kg的滑块.滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.4.开始时平板车和滑块以v0=2 m/s的共同速度在光滑水平面上向右运动.并与竖直墙发生碰撞.设碰撞时间极短.且碰后平板车的速度大小保持不变.但方向与原来相反.平板车足够长.以至滑块不会滑到平板车的右端.取g=10 m/s2.则 (1)平板车第一次与墙发生碰撞后向左运动的最大距离为多少? (2)平板车第二次与墙碰撞前瞬间的速度v为多大? (3)为使滑块始终不会滑到平板车的右端.平板车至少多长? 解析:(1)第一次碰撞后.由于时间极短.滑块M的速度不变.大小为v0=2 m/s.方向向右,平板车的速度大小为v0.方向向左.然后两者在摩擦力作用下都做减速运动.平板车向左减速到零时.平板车向左运动的距离为最大.设平板车向左运动的最大距离为s.对平板车由动能定理得: -μMgs=0- 代入数据得:s=0.33 m. (2)假如平板车在第二次碰撞前还未和滑块相对静止.由运动学知识知.平板车此时的速度大小应为2 m/s.而滑块的速度不小于2 m/s.方向均向右.这样就违背了动量守恒.所以平板车在第二次碰墙前肯定已和滑块具有相同的速度v.由动量守恒得: Mv0-mv0=(M+m)v 解得:v=0.4 m/s.此速度为平板车在第二次与墙碰前瞬间的速度. (3)平板车与墙发生多次碰撞.最后停止在墙边.设滑块相对平板车的总位移为L.则有: =μMgL 代入数据解得:L= m=0.83 m L即为平板车的最短长度. 答案:0.4 m/s (3)0.83 m

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