Question

如图所示，在高为h=5m的平台右边缘上，放着一个质量M=3kg的铁块，现有一质量为m=1kg的钢球以v=10m/s的水平速度与铁块在极短的时间内发生正碰后被反弹，落地点距离平台右边缘的水平距离为l=2m．已知铁块与平台之间的动摩擦因数为μ=0.4，重力加速度为g=10m/s²，已知平台足够长，求铁块在平台上滑行的距离s（不计空气阻力，铁块和钢球都看成质点）．

Answer

钢球与铁块发生碰撞，时间极短，动量守恒，碰撞后钢球做平抛运动，已知下落的高度和水平距离，可由平抛运动的规律求出碰后钢球的速度，即可由动量守恒定律求出碰后铁块的速度，由结合求解铁块在平台上滑行的距离s
【解析】
设钢球反弹后的速度大小为v1，铁块的速度大小为v，碰撞时间极短系统动量守恒
   mv=Mv-mv1
钢球做平抛运动过程，则有
   l=v1t
   h=gt2          
联立上式解得t=1s，v1=2m/s，v=4m/s   
对于碰后铁块运动过程，由动能定理，有：
得
答：铁块在平台上滑行的距离s为2m．