Question

19．如圖所示，一質量M=3kg的小車左端放有一質量m=2kg的鐵塊，它們以v₀=5m/s的共同速度沿光滑水平面向豎直墻運動，車與墻碰撞的時間極短，不計碰撞過程中機械能的損失．小車足夠長，最終小車與鐵塊相對靜止．求小車與鐵塊的共同速度v．

Answer 1

分析 對車和鐵塊組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)所受的合力為零，動量守恒，即可求出小車與鐵塊共同運動的速度．

解答 解：車與墻碰后瞬間，小車的速度向左，大小是v₀，而鐵塊的速度未變，仍是v₀，方向向右．
鐵塊與小車組成的系統(tǒng)動量守恒，以向左為正方向，由動量守恒定律得：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：小車與鐵塊的共同速度v大小為1m/s，方向：水平向左．

點評 本題涉及到兩個物體的相互作用，應優(yōu)先考慮動量守恒定律．運用動量守恒定律研究物體的速度，比牛頓第二定律和運動學公式結合簡單，因為動量守恒定律不涉及運動的細節(jié)和過程．涉及時間問題，可優(yōu)先考慮動量定理．