解题思路:(1)物块与障碍物碰后物块和小车系统动量守恒,根据动量守恒定律求出物块与障碍物第一次碰撞后,物块与平板车所能获得的共同速率.(2)对物块运用动能定理,抓住滑块滑到最右端速度为零,根据动能定理求出物块与平板车间的动摩擦因数.(3)物块多次与障碍物碰撞后,最终与平板车同时停止.根据能量守恒定律求出平板车的最小长度.
(1)物块与障碍物碰后物块和小车系统动量守恒,故有
Mv0-mv0=(M+m)v
代入数据得v=1m/s,方向向左
(2)物块第一次与障碍物碰后向右减速到零,向右运动到最远,由动能定理得
−μmgs=0−
1
2m
v20,
代入数据得μ=0.5
(3)物块多次与障碍物碰撞后,最终与平板车同时停止.设物块在平板车上运动的距离为l,那么由系统能量守恒有
μmgl=
1
2(m+M)
v20
代入数据得l=4m
所以要使得物块不滑出平板车,平板车长度至少为4m.
答:
(1)物块与障碍物第一次碰撞后,物块与平板车所能获得的共同速率是v=1m/s,方向向左.
(2)物块与平板车间的动摩擦因数是0.5.
(3)要使得物块不滑出平板车,平板车长度至少为4m.
点评:
本题考点: 动量守恒定律;动能定理.
考点点评: 本题综合考查了动能定理、动量守恒定律和能量守恒定律,综合性较强,对学生能力要求较高,需加强这方面的训练.