Question

【題目】如圖所示，質量m = 1 kg的小物塊靜止放置在固定水平臺的最左端，質量2 kg的小車左端緊靠平臺靜置在光滑水平地面上，平臺、小車的長度均為0.6 m。現對小物塊施加一水平向右的恒力F，使小物塊開始運動，當小物塊到達平臺最右端時撤去恒力F，小物塊剛好能夠到達小車的右端。小物塊大小不計，與平臺間、小車間的動摩擦因數均為0.5,重力加速度g取10 m/s2，水平面足夠長，求:

(1)小物塊離開平臺時速度的大小；

(2)水平恒力F對小物塊沖量的大小。

Answer 1

【答案】（1）v0=3 m/s；（2）

【解析】

（1）設撤去水平外力時小車的速度大小為v0，小物塊和小車的共同速度大小為v1。從撤去恒力到小物塊到達小車右端過程，對小物塊和小車系統：

動量守恒：

能量守恒：

聯立以上兩式并代入數據得：v0=3 m/s

（2）設水平外力對小物塊的沖量大小為I，小物塊在平臺上運動的時間為t。小物塊在平臺上運動過程，對小物塊：

動量定理：

運動學規律：

聯立以上兩式并代入數據得：