Question

如圖所示，小車的質(zhì)量為M，后端放一質(zhì)量為m的鐵塊（M＞m），鐵塊與小車之間的動(dòng)摩擦系數(shù)為μ，它們一起以速度v沿光滑地面向右運(yùn)動(dòng)，小車與右側(cè)的墻壁發(fā)生碰撞且無能量損失，設(shè)小車足夠長(zhǎng)，則小車被彈回向左運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)與鐵塊停止相對(duì)滑動(dòng)？鐵塊在小車上相對(duì)于小車滑動(dòng)多遠(yuǎn)的距離？

Answer 1

【答案】分析：當(dāng)小車與鐵塊速度相同時(shí)，鐵塊停止相對(duì)滑動(dòng)，結(jié)合動(dòng)量守恒定律求出共同速度的大小，對(duì)車研究，根據(jù)動(dòng)能定理求出小球被彈簧的距離．結(jié)合能量守恒定律求出鐵塊在小車上相對(duì)于小車滑動(dòng)的最遠(yuǎn)距離．
解答：解：小車反彈后與物體組成一個(gè)系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒，規(guī)定向作為正方向，設(shè)共同速度為v_x，則：Mv-mv=（M+m）v_x
解得
以車為對(duì)象，摩擦力始終做負(fù)功，設(shè)小車對(duì)地的位移為S_車，則：；
∴
系統(tǒng)損耗機(jī)械能為△E=Q=fS_相
∴
；
答：小車被彈回向左運(yùn)動(dòng)與鐵塊停止相對(duì)滑動(dòng)．鐵塊在小車上相對(duì)于小車滑動(dòng)的距離為．
點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律以及動(dòng)能定理的綜合，難度中等，對(duì)學(xué)生的要求較高，需加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練．