Question

质量m=2kg的平板车左端放有质量M=3kg的小滑块，滑块与平板车之间的摩擦系数μ=0.4，开始时，平板车和滑块共同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变，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右端。如图（取g=10m/s2）求：

⑴平板车第一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离；

⑵平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v；

 

Answer 1

【答案】

 

（1）0.33m

（2）0.4m/s

【解析】解：（1）设第一次碰墙壁后，平板车向左移动s，末速度变为0，由于系统总动量向右，平板车速度为零时，滑块还在向右滑行，由动能定理：

 ，   ①

代入数据得：s =   

（2）设与墙相撞前平板车已经和滑块取得共同速度，据动量定理得：

   ② 

由于撞墙前平板车与滑块均做匀变速直线运动，那么平板车由速度为零向右加速到v1，前进的距离s1，由动能定理得：

 

代入数据得：, s1=m＜m 

充分说明平板车还未与墙相撞，就与滑块取得共同速度，所以，平板车第二次与墙碰撞前瞬间的速度