Question

【題目】質(zhì)量為m0=80kg的溜冰運(yùn)動(dòng)員推著一輛質(zhì)量為mA=16kg的小車A以v0=10m/s的共同速度在光滑的冰面上向右勻速滑行。某時(shí)刻，他發(fā)現(xiàn)正前方有一輛靜止的小車B，小車B的質(zhì)量為mB=64kg，運(yùn)動(dòng)員為了避免自己與小車B相撞，將小車A用力向正前方推出，小車A離開運(yùn)動(dòng)員時(shí)相對(duì)于地面的速度為vA=20m/s，小車A與小車B發(fā)生碰撞后沿原路反彈回來(lái)。運(yùn)動(dòng)員抓住反彈回來(lái)的小車A，再次與小車A以共同的速度前進(jìn)。在此后的過程中，小車A和小車B恰好不會(huì)再次相撞。不考慮摩擦和空氣阻力。求：

（1）將小車A推出后，運(yùn)動(dòng)員的速度v1；

（2）小車A與小車B碰撞后，小車B的速度v2.

Answer 1

【答案】(1)8m/s，方向向右。 (2)6m/s，方向向右。

【解析】

（1）運(yùn)動(dòng)員將小車A推出的過程，以兩者組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，取向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得

（m0+mA）v0=m0v1+mAvA

解得

v1=8m/s

方向向右。

（2）據(jù)題，運(yùn)動(dòng)員抓住反彈回來(lái)的小車A后，小車A和小車B恰好不會(huì)再次相撞，兩者速度相同，均為v2。

對(duì)整個(gè)過程，以運(yùn)動(dòng)員和兩車組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得

（m0+mA）v0=（m0+mA+mB）v2

解得

v2=6m/s

方向向右。