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。
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。
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