Question

如图所示，一质量m=2kg的铁块放在质量M=2kg的小车左端，二者一起以v₀=4m/s的速度沿光滑水平面向竖直墙运动，车与墙碰撞的时间t=0．01s，碰撞时间极短，不计车与墙碰撞时机械能的损失，最终小车与铁块相对静止．已知铁块不会到达车的右端，铁块与小车之间的动摩擦因数μ=0．4，g=10m/s²求：

①车与墙碰撞时受到的平均作用力F的大小（由于碰撞时间极短可认为在车与墙碰撞时铁块速度没变）：

②小车车长的最小值

Answer

①1600N；②4m

【解析】

试题分析：①车与墙碰撞后瞬间，小车的速度向左，大小为v0，由动量定理得：

Ft = 2Mv0

得F = 1600N

②车与墙碰撞后瞬间，铁块的速度未变，由动量守恒定律：M v0- m v0=（M+m）v

由能量守恒定律：

得d=4m

考点：动量定理；动量守恒定律；能量守恒定律

【名师点睛】本题涉及到两个物体的相互作用，应优先考虑动量守恒定律．运用动量守恒定律研究物体的速度，比牛顿第二定律和运动学公式结合简单，因为动量守恒定律不涉及运动的细节和过程．涉及时间问题，可优先考虑动量定理。