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1、 2020 年高考物理复习题1如图所示，在光滑水平面上的平板小车，质量为m ，其左端放有质量为 m 的铁块（可12视为质点），若铁块随同小车均以 v 3m/s 的速度向右做匀速运动，小车将与竖直墙壁0发生正撞，碰撞时间忽略不计碰撞时无动能损失，已知铁块与平板之间的动摩擦因数0.2，重力加速度 g10m/s2铁块始终不从小车上掉下来（1）若 m 2kg，m 1kg12求小车的最小长度；求小车与墙壁碰后，站在地面上的人看来，铁块向右运动的最大位移；（2）若 m 1kg，m 2kg，从小车与墙壁第 1 次碰撞开始算起，到小车与墙壁第 3 次12碰撞瞬间为止，在这段时间内小车所走总路程为多少？【分析】
2、（1）小车与竖直墙碰撞后，以原速率反弹，之后，铁块在小车上滑动，恰好不滑出小车时两者速度相同，根据动量守恒定律求出两者的共同速度，根据能量守恒定律求出物体相对小车滑动的距离，即为小车的最小长度；当铁块对地速度为零时，其向右运动的位移最大，由动能定理求其最大位移（2）小车与墙第1 次碰后至第 2 次碰前，由动量守恒定律求得共同速度由牛顿第二定律求得小车做匀变速运动时加速度大小，从而得到小车向左运动的最远距离再由牛顿第二定律和运动学公式结合求解【解答】解：（1）研究小车与墙碰后过程，小车碰后速度等值反向，铁块以速度v 继0续向右运动，规定向左方向为正方向，当小车与铁块向左达到共同速度v 时，对应小
3、车共的最小长度 L，取向左为正方向，由动量守恒定律和能量关系得：m v m v （m +m ）v1 02 012共m gL （） （m +m v 2m +m v2）212012共代入数据解得：L6m当铁块对地速度为零时，其向右运动的位移最大，设为 x 对铁块，由动能定理有：max m gx 0 m v 22max2 0解得：x 2.25mmax第 1 页 共 2 页 （2）规定向右为正方向，小车与墙第 1 次碰后至第 2 次碰前，由动量守恒定律有：m v +m v （m +m ）v1 02 0121解得：v 1m/s1小车做匀变速运动时加速度大小：a4m/s2其中小车向左运动的最远距离：s m1铁块从最左端由静止达速度 v 时向右运动的距离：s m11由于 s s ，所以每次碰前铁块、小车都达到了共同的速度再与墙撞11从小车与墙壁第 2 次碰后到第 3 次碰撞瞬间，小车所走路程为：s 2 m则在这段时间内小车所走总路程为：s 2（s +s ）2.5m总12答：（1）小车的最小长度是 6m；小车与墙壁碰后，站在地面上的人看来，铁块向右运动的最大位移是2.25m（2）在这段时间内小车所走总路程为 2.5m【点评】本题综合运用了动量守恒定律、能量守恒定律、牛顿第二定律和运动学公式，关键是根据动量守恒定律理清铁块和小车共同速度，注意应用动量守恒定律时要规定正方向第 2 页 共 2 页