Question

【题目】如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平地面上。质量为m的小物块以初速度v0从小车左端滑上小车，运动过程中，物块未滑离小车。小车与物块间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g. 求：

（1）最终物块与小车达到的共同速度v大小；

（2）物块在小车上发生相对滑动过程中，物块受到的摩擦力的冲量I大小；

（3）物块相对于小车向前滑动的距离L；

（4）请在同一坐标系上，画出物块和小车运动过程中的速度-时间（v-t）图像.

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）（4）

【解析】试题分析：（1）由动量守恒定律可以求出速度；（2）由动量定理可以求出物块的滑行时间；（3）由能量守恒定律可以求出物块相对于小车滑行的距离

（1）小车和物块组成的系统动量守恒，故有，解得

（2）对小车应用动量定理可得，解得

则小物块受到的摩擦力冲量

（3）对小车与物块组成的系统满足能量守恒，故，解得

（4）物块和小车在摩擦力的作用下，一个做匀减速直线运动，一个做匀加速直线运动，直到两者速度相同，以后一起匀速直线运动，如图所示