如圖所示，質量為M的平板車P高h，質量為m的小物塊Q的大小不計，位於平板車的左端，系統原來靜止在光滑水平面地面...

問題詳情：

如圖所示，質量為M的平板車P高h，質量為m的小物塊Q的大小不計，位於平板車的左端，系統原來靜止在光滑水平面地面上。一不可伸長的輕質細繩長為R，一端懸於Q正上方高為R處，另一端系一質量也為m的小球（大小不計）。今將小球拉至懸線與豎直位置成600角，由靜止釋放，小球到達最低點時與Q的碰撞時間極短，且無能量損失，已知Q離開平板車時速度大小是平板車速度的兩倍，Q與P之間的動摩擦因數為μ，M：m＝4：1，重力加速度為g。求：

（1）小物塊到達最低點與Q碰撞之前瞬間的速度是多大？

（2）小物塊Q離開平板車時平板車的速度為多大？

（3）平板車P的長度為多少？

（4）小物塊Q落地時距小球的水平距離為多少？

【回答】

*： （1）小球由靜止擺到最低點的過程中，有：

     

     

（2）小球與物塊Q相撞時，沒有能量損失，動量守恆，機械能守恆，則：

   

    

可知二者交換速度：

，

   

Q在平板車上滑行的過程中，有：

   

則小物塊Q離開平板車時平板車的速度為：

   

（3）由能的轉化和守恆定律，知

 

解得，

  

知識點：專題五 動量與能量

題型：綜合題