Question

質量kg的平板車放在光滑的水平面上，在平板車的最左端有一小物塊（可視為質點），物塊的質量kg，小車左上方固定著一障礙物，初始時，平板車與物塊一起以水平速度m/s向左運動，當物塊運動到障礙物處時與發生無機械能損失的碰撞，而小車可繼續向左運動，取重力加速度10m/s²。
 
（1）設平板車足夠長，求物塊與障礙物第一次碰撞后，物塊與平板車所能獲得的共同速度；
（2）設平板車足夠長，物塊與障礙物第一次碰撞后，物塊向右運動相對地所能達到的最大距離m，求物塊與平板車間的動摩擦因數；
（3）已知，要使物塊不會從平板車上滑落，平板車至少應為多長？

Answer 1

【解析】（1）物塊與障礙物碰撞后物塊和小車系統動量守恒，故有代入數據得，方向向左。 （2）物塊第一次與障礙物碰撞后向右減速到零，向右運動最遠，，代入數據：。（3）物塊最終與平板車同時停止，設物塊在平板車上相對位移為，由能量守恒得：m所以，至少應為4m。