Question

【題目】如圖所示，一小車(chē)置于光滑水平面上，輕質(zhì)彈簧右端固定，左端栓連物塊b，小車(chē)質(zhì)量M＝3 kg，AO部分粗糙且長(zhǎng)L＝2 m，動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.3，OB部分光滑．另一小物塊a，放在車(chē)的最左端，和車(chē)一起以v0＝4 m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，車(chē)撞到固定擋板后瞬間速度變?yōu)榱?/span>，但不與擋板粘連．已知車(chē)OB部分的長(zhǎng)度大于彈簧的自然長(zhǎng)度，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)．a、b兩物塊視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量為m＝1 kg，碰撞時(shí)間極短且不粘連，碰后一起向右運(yùn)動(dòng)(g取10 m/s2)．求：

(1)物塊a與b碰后的速度大��；

(2)當(dāng)物塊a相對(duì)小車(chē)靜止時(shí)小車(chē)右端B到擋板的距離；

(3)當(dāng)物塊a相對(duì)小車(chē)靜止時(shí)在小車(chē)上的位置到O點(diǎn)的距離．

Answer 1

【答案】(1)1 m/s　(2) 　(3)0.125 m

【解析】試題分析：（1）對(duì)物塊a，由動(dòng)能定理得：

代入數(shù)據(jù)解得a與b碰前速度：；

a、b碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以a的初速度方向?yàn)檎�方向�?/span>

由動(dòng)量守恒定律得：，代入數(shù)據(jù)解得：；

（2）當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)兩物塊分離，a以在小車(chē)上向左滑動(dòng)，當(dāng)與車(chē)同速時(shí)，以向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：，

代入數(shù)據(jù)解得：，

對(duì)小車(chē)，由動(dòng)能定理得：，

代入數(shù)據(jù)解得，同速時(shí)車(chē)B端距擋板的距離：；

（3）由能量守恒得：，

解得滑塊a與車(chē)相對(duì)靜止時(shí)與O點(diǎn)距離：；