Question

【題目】如圖，在高為h＝5m的平臺右邊緣上，放著一個質(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間內(nèi)發(fā)生正碰被反彈，落地點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摩擦因數(shù)為0.5(不計空氣阻力，鐵塊和鋼球都看成質(zhì)點，取g＝10m/s2)，求：

（1）鋼球碰后反彈的速度；
（2）鐵塊在平臺上滑行的距離s。

Answer 1

【答案】
（1）

設(shè)碰撞后鋼球反彈的速度大小為v1，鐵塊的速度大小為v，由于碰撞時間極短，系統(tǒng)的動量守恒，以向左為正方向，

由動量守恒定律得：mv0=Mv-mv1，①

碰后鋼球做平拋運動，在水平方向：l=v1t②

在豎直方向：h= gt2③

由①②③代入數(shù)據(jù)解得：t=1s，v1=2m/s，v=4m/s

（2）

碰后鐵塊向左做勻減速直線運動，加速度大小為

a=μg=0.5×10=5m/s2④

最終速度為0，則其運行時間為： ⑤

所以鐵塊在平臺右滑行的距離為

【解析】解:（1）設(shè)碰撞后鋼球反彈的速度大小為v1 ， 鐵塊的速度大小為v ， 由于碰撞時間極短，系統(tǒng)的動量守恒，以向左為正方向，
由動量守恒定律得：mv0=Mv-mv1 ， ①
碰后鋼球做平拋運動，在水平方向：l=v1t②
在豎直方向：h=gt2③
由①②③代入數(shù)據(jù)解得：t=1s，v1=2m/s ， v=4m/s ， （2）碰后鐵塊向左做勻減速直線運動，加速度大小為
a=μg=0.5×10=5m/s2④
最終速度為0，則其運行時間為： ⑤
所以鐵塊在平臺右滑行的距離為
【考點精析】本題主要考查了平拋運動的相關(guān)知識點，需要掌握特點:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用，是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運動；運動規(guī)律:平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動才能正確解答此題．