Question

【題目】質(zhì)量為50kg的空箱子放在光滑水平面上，箱子中有一同樣質(zhì)量的鐵塊，鐵塊與箱子的左壁相距10m，它一旦與左壁相碰將會(huì)瞬間粘在一起，然后不再分開(kāi)，鐵塊與箱底的摩擦不計(jì)．用水平向右的推力10N作用于箱子，12s后立即去掉推力．求撤去推力瞬間箱子與鐵塊的共同速度．

Answer 1

【答案】解：箱子的加速度為：

a= =0.2m/s2，

根據(jù)s= 得箱子在通過(guò)10m的位移的時(shí)間為：

t= =10s，

所以10s后箱子與鐵塊相碰，

子與鐵塊碰撞前做勻加速運(yùn)動(dòng)，碰撞前的速度為：

v1=at=0.2×10m/s=2m/s．

設(shè)箱子與鐵塊碰撞后的速度為v2，由動(dòng)量守恒定律得：

mv1=2mv2

代入數(shù)據(jù)解得：v2=1m/s．

推力作用剩余時(shí)間為：

t′=2s，

箱子和鐵塊的共同加速度為：

a′= = m/s2=0.1m/s2

則最終速度為：

v′=v2+a′t′=1+0.1×2m/s=1.2m/s．

答：撤去推力瞬間箱子與鐵塊的共同速度為1.2m/s．

【解析】根據(jù)牛頓第二定律求出箱子與鐵塊未碰撞前的加速度，結(jié)合位移時(shí)間公式求出箱子運(yùn)動(dòng)10m所需的時(shí)間，得出箱子碰撞前的速度，結(jié)合動(dòng)量守恒求出碰撞后的共同速度，根據(jù)牛頓第二定律求出碰撞后整體的加速度，結(jié)合速度時(shí)間公式求出撤去拉力瞬間箱子與鐵塊的共同速度．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解動(dòng)量守恒定律的相關(guān)知識(shí)，掌握動(dòng)量守恒定律成立的條件：系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零；系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零，但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多；系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零，但在某個(gè)方向上的分量為零，則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量的分量保持不變．