Question

19．如圖所示，一質(zhì)量M=3kg的小車左端放有一質(zhì)量m=2kg的鐵塊，它們以v₀=5m/s的共同速度沿光滑水平面向豎直墻運(yùn)動(dòng)，車與墻碰撞的時(shí)間極短，不計(jì)碰撞過程中機(jī)械能的損失．小車足夠長，最終小車與鐵塊相對(duì)靜止．求小車與鐵塊的共同速度v．

Answer 1

分析 對(duì)車和鐵塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)所受的合力為零，動(dòng)量守恒，即可求出小車與鐵塊共同運(yùn)動(dòng)的速度．

解答 解：車與墻碰后瞬間，小車的速度向左，大小是v₀，而鐵塊的速度未變，仍是v₀，方向向右．
鐵塊與小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：Mv₀-mv₀=（M+m）v，
解得：v=$\frac{（M-m）{v}_{0}}{M+m}$=$\frac{（3-2）×5}{3+2}$=1m/s，方向：水平向左；
答：小車與鐵塊的共同速度v大小為1m/s，方向：水平向左．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及到兩個(gè)物體的相互作用，應(yīng)優(yōu)先考慮動(dòng)量守恒定律．運(yùn)用動(dòng)量守恒定律研究物體的速度，比牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合簡(jiǎn)單，因?yàn)閯?dòng)量守恒定律不涉及運(yùn)動(dòng)的細(xì)節(jié)和過程．涉及時(shí)間問題，可優(yōu)先考慮動(dòng)量定理．