高三物理题，求高手解

Question

条件：地面光滑，滑块与小车间摩察系数为0.1 、m=0.5kg、M=2kg，h=0.8m,其余的数据在图中。滑块若是能与右边挡板相撞则相撞时间极短且无机械能损失。
判断滑块会不会与小车右边挡板相撞，若能相撞又会不会从小车上滑下，落地后与小车的距离是多少？
g=10m/s²，√12.8=3.6

Answer 1

1 假设滑块与小车有有共同用速度

由动量守恒得速度为V0=mv/(m+M)=1m/s
木块与小车需达到共同速度要的距离S1=[(V)^2-（V0)^2]/2μg=12m S1=[M（V0)^2]/2μmg=2m
S1>S2+1m 所以必然会超出小车，一定会发生碰撞。
2 有动量守恒与能量守恒得 (设V1与V2分别为滑块飞出时，滑块与小车的速度)
1： mv=mv1+Mv2
2: mv^2=m(v1)^2+M(v2)^2+4μmgL
联立1 2方程解得V1=4.57771m/s 或V1=-2.57771m/s
因为V1此时与原有运动相反所以V1=4.57771m/s舍去。
此时V2=1.8944275 m/s
由 s=(gt^2)/2 及s=vt 有：

两者相隔距离 Ls=|V1|*[(2h/g)^(1/2)]+V2*[(2h/g)^(1/2)]=(|V1|+|V2|)*0.4=1.789m

追问

求滑块撞挡板的变化过程

追答

设速度V的方向为正方向
假设物体与小车碰撞前一刻的速度分别为V1 V2
由能量守恒与动量守恒有
1; mv=mV1+MV2
2; m(V^2)=m(V1^2)+M(V2^2)+μmgL

设 碰撞后小车及物体速度变为V4 V3

在碰撞的一瞬间产生冲量I
此时由冲量定理有
对于物体 - I1=mV3-mV1
对于小车 I2=MV4-MV2
由牛顿第三定律可知 I1=I2
所以得到：
3 - mV3+mV1=MV4-MV2
4 变形得：MV2 +mV1=MV4+ mV3
由4与1有
mv =MV2 +mV1=MV4+ mV3
而由题意碰撞前后能量守恒有

所以总能量E=[m(V^2)]/2-μmgL

Answer 2

假设撞到之前就停下来了,则根据动量守恒,停下来时 v共=1m/s,带回去验证会发现需要减速4s,而有这个时间的话Sm-SM早就超过了车长1m,故必定相撞.

假设不会掉下来,则始末状态由于动量不变,则动能相差1/2*mv²-1/2(M+m)v共²=5J
则全转化为摩擦生热:5J=μmg*L
则L=10m>2m,
故滑块必定落下

第三问我再想想...试了一下好难算

Answer 3

这道题由后面的问题？极有可能落下。所以要考虑到最后。
这道题考察的是对于共速问题的认识。能不能相撞取决于在到达挡板钱有没有共同的速度，或者说在达到共同速度之前，滑块与小车的位置之差是否大于1米。
首先由动量定理列方程求的共同速度大小。得出为1mi。然后计算滑块与小车共速时刻的对地位移各是多少。二者想减，差值大于1米也就是发生相撞。计算结果为s块-s车=12-2=10
所以相撞。相撞时候的速度等于位移差正好为五米时。根据二者的加速度比值，以及对地位移之差求出相撞时的速度。
然后同速度返回。然后在相反的速度情况下，对地位移之差为1米。然后飞离车，做自由落体运动。至于下落的速度，还可以根据加速度之比，以及二者的对地位移求出。

追问

我又看了几次没问题的，你再好好看看，答案是2.8m

追答

小球做的是平抛运动。我写的是总体思路。至于计算，自己算吧。题目没问题的

Answer 4

1，假设不能相撞，取临界条件最右段，利用动量守恒定律，能量守恒定律判断假设不成立
2，假设刚好停在最左端，利用动量守恒定律，能量守恒定律判断假设不成立，注意摩擦热是2Umg*1
3,利用动量守恒定律，能量守恒定律，可求得滑块抛出时的速度；
4，后面就是平抛运动，平抛的时间乘以滑块平抛出时的速度再加上平抛的时间乘以小车的速度即为距离

追问

求滑块撞挡板的变化过程

追答

机械能无损失，可以不考虑变化过程，只要知道有这么一回事就行了

Answer 5

简单，就不计算了 提供思路。用动量守恒定律m滑块v滑块+m车0＝（m滑块+m车）v₁'求出v₁'。车和滑块往回走的时候只有滑块与车的摩擦力做功，用动能定理 W=Ek初-Ek末 知道V末可以很容易求出滑块落地的位移
滑块落地过程中 车也以V末的速度向前移动 车的位移时间T 等于滑块自由落体的时间 求出位移差 OK

追问

对就是你这样做的，我就是想不通滑块撞挡板的变化过程

Answer 6

这题数据都对吗 为什么算不出有理数啊

追问

是10m/s²