Question

如圖所示，在高為h=5m的平臺右邊緣上，放著一個(gè)質(zhì)量M=3kg的鐵塊，現(xiàn)有一質(zhì)量為m=1kg的鋼球以v₀=10m/s的水平速度與鐵塊在極短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生正碰后被反彈，落地點(diǎn)距離平臺右邊緣的水平距離為l=2m．已知鐵塊與平臺之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4，重力加速度為g=10m/s²，已知平臺足夠長，求鐵塊在平臺上滑行的距離s（不計(jì)空氣阻力，鐵塊和鋼球都看成質(zhì)點(diǎn)）．

Answer 1

分析：鋼球與鐵塊發(fā)生碰撞，時(shí)間極短，動(dòng)量守恒，碰撞后鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)，已知下落的高度和水平距離，可由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求出碰后鋼球的速度，即可由動(dòng)量守恒定律求出碰后鐵塊的速度，由結(jié)合求解鐵塊在平臺上滑行的距離s

解答：解：設(shè)鋼球反彈后的速度大小為v₁，鐵塊的速度大小為v，碰撞時(shí)間極短系統(tǒng)動(dòng)量守恒
   mv₀=Mv-mv₁
鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)過程，則有
   l=v₁t
   h=

1

2

gt²          
聯(lián)立上式解得t=1s，v₁=2m/s，v=4m/s   
對于碰后鐵塊運(yùn)動(dòng)過程，由動(dòng)能定理，有：-μMgs=0-

1

2

Mv2
得s=

v2

2μg

=

16

2×0.4×10

m=2m
答：鐵塊在平臺上滑行的距離s為2m．

點(diǎn)評：本題分析物理過程，把握每個(gè)過遵循的物理規(guī)律是關(guān)鍵．對于鐵塊滑行的距離，也可以根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解．