解题思路:(1)小车与地面间的摩擦可忽略不计,物体和车组成的系统,合外力为零,系统的动量守恒,根据动量守恒计算共同的速度的大小;
(2)由牛顿第二定律即可求出物体与写出的加速度;
(3)对小车,利用运动学的公式可以计算小车在地面上滑行的距离.
(1)以写出与滑块组成的系统为研究的对象,系统在水平方向的动量守恒,取滑块的初速度的方向为正方向,根据动量守恒定律,得:
mv0=(m+M)v
解得:v=
mv0
m+M=
20×5
20+80=1m/s
(2)根据牛顿第二定律mg=ma1
代入数据得:a1=8m/s2,
mg=Ma2
代入数据得:a2=2m/s2
(3)设s1、s2分别表示物体与小车静止前所经过的路程,则有:
v2=
v20−2a1s1
v2=2a2s2
物体在小车滑行的距离为:s=s1-s2=1.25m
答:(1)物体相对小车静止时,小车的速度大小是1m/s;
(2)物体相对小车运动时,物体的加速度是8m/s2和小车相对地面的加速度是2m/s2
(3)物体在小车滑行的距离是1.25m.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;牛顿第二定律.
考点点评: 此题中系统的动量守恒,系统的能量也守恒,运用两大守恒定律结合求解比较简洁,同时在运动的过程中对于物体和车可以分别利用定能定理来计算位移的大小.不过,本题也可以根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解.