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5.如圖所示,在長為2m,質量m=2kg的平板小車的左端放有一質量為M=3kg的鐵塊,兩者之間的動摩擦因數(shù)為0.5,開始時,小車和鐵塊一起再光滑的水平地面上以v0=3m/s的速度向右運動,與豎直墻壁發(fā)生正碰.設碰撞時間極短,且無機械能的損失,試求:
(1)小車第一次碰墻后,小車右端與墻面之間的最大距離d1是多少?
(2)鐵塊最終距小車的左端多遠?

分析 (1)小車第一次碰墻后,小車向向左做勻減速直線運動,后向右做勻加速直線運動,根據(jù)牛頓第二定律列式求解加速度,根據(jù)運動學公式求解小車右端與墻面之間的最大距離;
(2)鐵塊最終和小車都靜止,根據(jù)功能關系列式求解即可.

解答 解:(1)小車向向左做勻減速直線運動,加速度為:
a=-fm=-μMgm=7.5m/s2
根據(jù)速度位移公式,有:
d1=v202a=322×7.5=0.6m
(2)鐵塊最終和小車都靜止,故:
Q=f•△S=△Ek減
故:
μMgS=12M+mv20
解得:
△S=12M+mv20μMg=12×2+3×320.5×3×10m=1.5m
答:(1)小車第一次碰墻后,小車右端與墻面之間的最大距離d1是0.6m;
(2)鐵塊最終距小車的左端1.5m.

點評 本題關鍵是明確兩個物體的運動情況和受力情況,結合牛頓第二定律和功能關系列式求解,不難.

練習冊系列答案
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