解题思路:(1)根据动能定理求出小物块A与 小车碰撞前的速度大小,根据动量守恒定律求出小物块A第一次与小车挡板碰撞后,相对地面的速度大小;
(2)第一次碰撞后,A相对地面先向左减速,某时刻速度为0,后再向右加速,当速度与小车速度相等时距离小车挡板最远,对A运用动量定理求出碰撞后到相距最远时所需的时间.结合运动学公式求出小物块A第一次与小车挡板碰撞后(第二次碰撞前)据小车挡板的最远距离.
(1)对A:FL=
1
2m
v20
v0=
2FL
m
碰撞过程中动量守恒:mv0=Mv+mv1又v=
v0
3
∴v1=−
2
3
2FL
m
(2)第一次碰撞后,A相对地面先向左减速,某时刻速度为0,后再向右加速,当速度为v时距离小车挡板最远,设整个过程经历的时间为t
则 Ft=mv-mv1得:t=
2mL
F
A向右速度为v时,距第一次碰撞点的距离为S1
由v2−
v21=−2aS1
a=
F
m得:S1=
L
3在碰撞点的左端
B车在t内向右运动的距离S2=vt=
2L
3
∴S=S1+S2=
L
3+
2L
3=L
答:(1)小物块A第一次与小车挡板碰撞后,相对地面的速度大小v1=−
2
3
2FL
m.
(2)小物块A第一次与小车挡板碰撞后(第二次碰撞前)据小车挡板的最远距离为L.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;动量定理;机械能守恒定律.
考点点评: 本题综合考查了动能定理、动量守恒定律、动量定理、牛顿第二定律和运动学公式,综合性较强,关键理清运动过程,选择合适的规律进行求解.