如图所示,一个质量为m=60kg的人站在一辆质量为M=30kg的平板小车甲上,正以速度V0=2m/s沿光滑平直的路面上向右运动,迎面有一质量也为M的小车乙以相等的速度向左滑来,为了使-物理

题目简介

如图所示,一个质量为m=60kg的人站在一辆质量为M=30kg的平板小车甲上,正以速度V0=2m/s沿光滑平直的路面上向右运动,迎面有一质量也为M的小车乙以相等的速度向左滑来,为了使-物理

题目详情

如图所示,一个质量为m=60kg的人站在一辆质量为M=30kg的平板小车甲上,正以速度V0=2m/s沿光滑平直的路面上向右运动,迎面有一质量也为M的小车乙以相等的速度向左滑来,为了使两小车不发生碰撞,问:
(1)甲车的人至少应以多大的速度水平跳出落到乙车上(设人与车不产生相对滑动)?
(2)人在跳离甲车的过程中至少要做多少功?360优课网
题型:问答题难度:中档来源:盐城模拟

答案

(1)两车不相碰有多种情况,如两车反向运动、两车同向运动但乙的速度大于甲、两车同向运动且速度相等,可以判定,当两车速度相等时,人需要的起跳速度最小,由此由动量守恒定律可得:
v甲=v乙 ①
(M+m)v0-Mv0=Mv甲+(M+m)v2 ②
由①②代入数据得:v甲=1 m/s
又因Mv甲+mv人=(M+m)v0 ③
代入数据得:v人=2.5m/s        ④
(2)由动能关系得:W=△Ek ⑤
△Ek=class="stub"1
2
m
v2人
+class="stub"1
2
M
v2甲
-class="stub"1
2
(m+M)
v20

由⑤⑥代入数据得
W=22.5J
答:(1)甲车的人至少应以2.5m/s的速度水平跳出落到乙车上;
(2)人在跳离甲车的过程中至少要做22.5J功.

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