Question

19．如图所示，一质量M=3kg的小车左端放有一质量m=2kg的铁块，它们以v₀=5m/s的共同速度沿光滑水平面向竖直墙运动，车与墙碰撞的时间极短，不计碰撞过程中机械能的损失．小车足够长，最终小车与铁块相对静止．求小车与铁块的共同速度v．

Answer 1

分析 对车和铁块组成的系统为研究对象，系统所受的合力为零，动量守恒，即可求出小车与铁块共同运动的速度．

解答 解：车与墙碰后瞬间，小车的速度向左，大小是v₀，而铁块的速度未变，仍是v₀，方向向右．
铁块与小车组成的系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：Mv₀-mv₀=（M+m）v，
解得：v=$\frac{（M-m）{v}_{0}}{M+m}$=$\frac{（3-2）×5}{3+2}$=1m/s，方向：水平向左；
答：小车与铁块的共同速度v大小为1m/s，方向：水平向左．

点评 本题涉及到两个物体的相互作用，应优先考虑动量守恒定律．运用动量守恒定律研究物体的速度，比牛顿第二定律和运动学公式结合简单，因为动量守恒定律不涉及运动的细节和过程．涉及时间问题，可优先考虑动量定理．