1——冲量相等时物体的运动情况
如果物体在任何相等的时间内受到的冲量都相同,那么这个物体的运动( ). A、可能是匀变速运动 B、可能是匀速圆周运动 C、可能是匀变速曲线运动 D、可能是匀变速直线运动
分析与解:冲量是力与时间的乘积,在任何相等的时间内冲量都相同,也就是物体受到的力恒定不变,所以物体做匀变速运动,其轨迹可以是直线的也可以是曲线的.答案为A、C、D.
2——下落物体的重力冲量
一个质量为5kg的物体从离地面80m的高处自由下落,不计空气阻力,在下落这段时间内,物体受到的重力冲量的大小是( ).
A.200N·s B.150N·s C.100N·s D.250N·s
分析与解:根据冲量的定义IFt在这个过程中重力的大小是一个定值,只需求出这个过程所用的时间即可.
12gt22htght2(s)Imgt5102100Ns
答案:C.
3——冲量公式的简单应用
一匹马通过不计质量的绳子拉着货车从甲地到乙地,在这段时间内,下列说法中正确的是:( ).
A、马拉车的冲量大于车拉马的冲量 B、车拉马的冲量大于马拉车的冲量 C、两者互施的冲量大小相等 D、无法比较冲量大小
分析与解:在这个过程中,马对车的拉力,与车对马的拉力是一对作用力与反作用力,大小总是相等的,根据冲量的定义,时间也相同,所以冲量的大小是相等的.
答案:C.
4——关于动量的矢量计算
质量为5kg的小球以5m/s的速度竖直落到地板上,随后以3m/s的速度反向弹回,若取竖直向下的方向为正方向,则小球动量的变化为( )
A.10kg·m/s B.-10kg·m/s
C.40kg·m/s D.-40kg·m/s
分析与解:动量的变化是末动量减去初动量,规定了竖直向下为正. 初动量p1mv15525kg·m/s 末动量p2mv25(3)15kg·m/s
动量的变化pp2p1152540kg·m/s
答案:D.
5——关于抛体运动物体的重力冲量
质量为5kg的小球,从距地面高为20m处水平抛出,初速度为10m/s,从抛出到落地过程中,重力的冲量是( ).
A.60N·s B.80N·s C.100N·s D.120N·s
分析与解:在这个过程中,小球所受重力恒定不变,只需求出这个过程的时间即可
12gt22htgh2202(s)10IFtmgt5102100(Ns)t
答案:C.
6——动量大小与速度的关系
质量为60kg以1m/s速度步行的人和以800m/s速度飞行的质量为0.01kg的子弹,哪个动量大?
解:人p1m1v1601kgm/s60kgm/s 子弹p2m2v20.01800kgm/s8kgm/s
即:人的动量大.
7——课本例题分析与设疑
一个质量是0.1kg的钢球,以6 m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动(如图).碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少?
分析:动量是矢量,它的大小和(或)方向发生了变化,动量就发生了变化,碰撞前后虽然钢球速度大小没有变化,都是6m/s,但速度的方向发生了变化,动量的方向与速度的方向相同,动量的方向也发生了变化,所以钢球的动量发生了变化.
解:取水平向右的方向为正方向,碰撞前钢球的速度v6m/s,碰撞前钢球的动量为:
pmv0.16kgm/s0.6kgm/s
碰撞后钢球的速度v6m/s,碰撞后钢球的动量为
pmv0.16kgm/s0.6kgm/s
碰撞前后钢球动量的变化为
pp0.6kgm/s0.6kgm/s1.2kgm/s
动量的变化ppp也是矢量,求得的数值为负值,表示p的方向与所取的正方向相反,p的方向水平向左。
结论:碰撞前后物体仍在同一条直线上运动,可先设一个正方向,末动量p和初动量p可据此用正、负值表示,则动量的变化p却可用代数方法求出.
设疑:若碰撞前后物体不在同一条直线上运动,那么动量的变化又如何求呢? 8——课本思考与讨论的分析
思考与讨论:
如图所示,一个质量是0.2kg的钢球,以2m/s的速度斜射到坚硬的大理石板上,入射的角度是45°,碰撞后被斜着弹出,弹出的角度也是45°,速度仍为2m/s,你能不能用作图法求出钢球动量变化的大小和方向?
本书虽然不要求作这种计算,但是思考一下这个问题,会帮助你进一步认识动量的矢量性.
分析:(如图)动量是矢量,动量方向与速度方向相同,我们可以用作图法(如图)根据平行四边形定则求动量变化p.
根据pppp(p)2p2mv可求得p0.56kg·m/s,方向竖直向上.
结论:碰撞前后物体不在同一条直线上运动,可用作图法,根据平行四边形定则,以p和-p为邻边,作出平行四边形,其对角线长与p大小成正比,方向就是p的方向.
第二节 动量定理
1——由动量定理判断物体的冲量变化
甲、乙两个质量相同的物体,以相同的初速度分别在粗糙程度不同的水平面上运动,乙物体先停下来,甲物体又经较长时间停下来,下面叙述中正确的是( ). A、甲物体受到的冲量大于乙物体受到的冲量 B、两个物体受到的冲量大小相等
C、乙物体受到的冲量大于甲物体受到的冲量 D、无法判断
分析与解:本题中甲、乙两物体受到的冲量是指甲、乙两物体所受合外力的冲量,而在这个过程中甲、乙两物体所受合外力均为摩察力,那么由动量定理可知,物体所受合外力的冲量等于动量的增量,由题中可知,甲、乙两物体初、末状态的动量都相同,所以所受的冲量均相同.
答案:B.
2——由动量大小判断外力大小
质量为0.1kg的小球,以10m/s的速度水平撞击在竖直放置的厚钢板上,而后以7m/s的速度被反向弹回,设撞击的时间为0.01s,并取撞击前钢球速度的方向为正方向,则钢球受到的平均作用力为( ).
A.30N B.-30N C.170N D.-170N
分析与解在撞击过程中小球的动量发生了变化,而这个变化等于小球所受合外力的冲量,这个合外力的大小就等于钢板对钢球作用力的大小.(此时可忽略小球的重力)
IpFtmv2mv1F0.010.1(7)0.1(10)F170N答案:D.
3——由速度变化判断冲量
质量为m的钢球自高处落下,以速率v1碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短离地的速率为v2,在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为( ).
A.向下,m(v1v2) B.向下,m(v1v2) C.向上,m(v1v2) D.向上,m(v1v2)
分析与解:在小球碰撞到弹起的过程中,小球速度变化的方向是向上的,所以小球受到地面冲量的方向一定是向上的,在忽略小球重力的情况下,地面对小球冲量的大小等于小球动量的变化.
以竖直向上为正方向.
Imv2m(v1)Im(v2v1)
答案:D.
4——小球下落到软垫时受到的平均作用力
一质量为100g的小球从0.8m高处自由下落到一个软垫上,若从小球接触软垫到小球陷至最低点经历了0.2s,则这段时间内软垫对小球的冲量为(g取10m/s,不计空气阻力)
解析:根据动量定理,设向上为正.
2(Fmg)t(mv0) ①
v02gh ②
由①、②得到Ft0.6N·s 题目本身并没有什么难度,但一部分学生在学习中练习此类问题时却屡做屡错.原因是: (1)对基本概念和基本规律没有引起重视; (2)对动量定理等号左边I的意义不理解; (3)对此类问题中重力的取舍不清楚. 题目中所给的0.2s并没有直接用上,但题目中的0.2s告诉我们作用时间t较长,重力作用不能忽略,我们可以进一步剖析此题.
由题目中所给的0.2s时间,可以求出软垫对小球的冲力为:
F0.63N,而重力为mg1N。相差不了多少.重力不能忽略. 0.2而假设作用的时间为0.002s时,则:
F300N,与重力mg相比,Fmg,重力可以忽略.
点拔:在处理此类问题时,若作用时间极短,大约小于0.01s,计算中可以忽略重力影响,若时间较长,则重力的影响是不能忽略的.
5——应用动量定理忽略中间过程
质量为m的物体静止在足够大的水平面上,物体与桌面的动摩擦因数为,有一水平
恒力作用于物体上,并使之加速前进,经t1秒后去掉此恒力,求物体运动的总时间t.
解析:
解法一、见图.物体的运动可分为两个阶段,第一阶段受两个力F、f的作用,时间t1,物体由A运动到B速度达到v1;第二阶段物体只受f的作用,时间为t2,由B运动到C,速度由v1变为O.
设向右为正,据动量定理:
第一阶段:(Ff)t1mv1mv0mv1① 第二阶段:ft10mv1mv1② 两式相加:Ft1f(t1t2)0
fmg,代入上式,可求出:
t2(Fmg)t1
mgFt1 mg∴t总t1t2解法二:如果用IF1t1F2t2FntnP,把两个阶段当成一个过程来看: F作用t1时间,ng则作用了t总时间,动量变化P0
Ft1mgt总0
t总Ft1 mg点拨:物体动量的变化等于各个力在各段时间上积累总的效果,即:
F1t1F2t2FntnP
例6、将质量为0.10kg的小球从离地面20m高处竖直向上抛出,抛出时的初速度为15m/s,当小球落地时,求: (1)小球的动量;
(2)小球从抛出至落地过程中的动量增量;
(3)小球从抛出至落地过程中受到的重力的冲量.
选题目的:考查动量和冲量的理解和计算.
解析:首先要求出小球落地时的速度v,然后再根据有关定义分别求解.
2根据运动学中位移和速度关系式v2v02as可得
v215221020
v25m/s
取向下为正方向.
(1)落地时小球的动量为:
pmv0.1252.5
(2)小球从抛出至落地的动量增加
pmvmv0
0.1250.115 1.0kg·m/s
方向竖直向下
(3)小球下落的时间t可由速度公式vv0at得
251510t t1.0s
小球受到的重力的冲量
Imgt0.1101.01.0N·s
例7、一细绳跨过一轻的定滑轮,两端分别挂有质量m及M的物体,如图所示,M静止在地面上,且Mm,当m自由下落h距离后,绳子才被拉紧,求绳子刚被拉紧时两物体的速度,以及M能上升的最大高度.
选题目的:考查动量定理的运用.
解析:绳子在拉紧而使两物体碰撞时,绳子的弹力大小是变化的,时间是极短而不好确定的,因此无法用牛顿运动定律求解,必须应用动量定理解题.整个问题可分三个阶段来讨论
第一阶段:m自由落下h距离使绳子拉紧,此时m的速度为
v12gh
第二阶段:当绳子拉紧时,m和M除受到重力外,还受到绳子的弹力F,经过极短时间t后,m和M才以相同的速度v分别作向上向下的运动.
我们应分别对m和M应用动量定理,皆选定向上的方向为正向.受力如图所示. 对m物体应用动量定理:
(F1mg)tmv(mv1)
对M物体也应用动量定理
(F2Mg)tMv(mv1)
由于弹力F1F2F,且重力mg、Mg和弹力F1、F2相比较,可以忽略,则由上两式可得
vm2ghmv1 MmMm此即绳子被拉紧时两物体的速度
第三阶段:绳子被拉紧后,m和M分别作向下和向上的加速运动,其加速度可由牛顿第二定律求出:
对隔离体MMgFMa 对偏离体mFmgma
故aMmg
Mm当M以初速度v上升,其加速度a的方向与速度方向相反,即作匀减速运动,上升到最大高度H时速度为零,即
v22aHm2gh2Mm v2H()/2g2aMmMmm2h2 2Mm
第三节 动量守恒定律
1——关于碰撞系统的动量守恒
质量为2m的物体A,以一定的速度沿光滑水平面运动,与一静止的物体B碰撞后粘为一体继续运动,它们共同的速度为碰撞前A的速度的2/3,则物体B的质量为
( ).
A.m B.2m C.3m D.
2m 3分析与解在碰撞的过程中,A,B物体构成的系统,动量守恒,并且碰撞后两者具有共同的速度.
设碰撞前A的速度为v0,碰撞后两者共同的速度为v2v0,B物体质量为M 32mv0(2mM)v22mv0(2mM)v0
3Mm答案:A.
2——微观粒子的动量守恒的应用
一个不稳定的原子核,质量为M,处于静止状态,当它以速度v0释放一个质量为m的粒子后,则原子核剩余部分的速度为( ).
A.
mmmmv0 B.v0 C.v0 D.v0
MmMMmMm分析与解:在这个过程中原子核和它释放出的粒子构成的系统,满足动量守恒定律且总动量大小为零,选取v0的方向为正方向.
0mv0(Mm)vmvv0Mm
方向与v0的方向相反. 答案:C.
3——空中爆炸物体的平抛运动
向空中发射一物体,不计空气阻力,当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成a、b两块,若质量较大的a块的速度仍沿原来的方向,那么下列说法中正确的是( ). A、b的速度方向一定与原速度方向相反
B、从炸裂到落地这段时间内,a飞行距离一定比b大 C、a、b一定同时到达水平地面
D、a、b受到的爆炸力的冲量大小一定相等
分析与解:当炸弹爆炸瞬间,炸弹具有水平方向的速度,并且水平方向不受外力.所以水平
方向炸弹的动量守恒,那么以后a、b两块的动量和一定保持不变,且方向一定与原来水平方向相同,所以b的速度方向也可能与原方向相同.由于两者具有水平方向的速度且高地高度相同,因此一定同时落地,由于不知a、b速度的大小所以无法比较a、b飞行的水平距离.爆炸力对a、b的作用大小是相同的,且作用的时间相同,所以爆炸力冲量的大小相等.
答案:C、D.
例4:气球质量为200kg,载有质量为50kg的人,静止在空中距地面20m高的地方,气球下方悬根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面,为了安全到达地面,则这根绳长至少为多少米?(不计人的高度)
选题目的:考查动量守恒定律的灵活运用.
解析:人和气球静止空中,所以人球组成的系统所受合外力为零,人沿绳下滑,不论人以何种方式运动,根据动量守恒,气球都要向相反的方向(向上)运动.当人下滑到地时,气球上升一段距离,此时人相对气球运动的距离为原离地高度与气球上升的距离之和.如图所示,即为s1s2,正是人安全到地的绳长.
解法一:设人下滑速度为v1,气球上升速度为v2,选向下为正方向,因系统合外力为零,故系统动量守恒.
0m1v1m2v2
由于人球运动规律相同,所以上式两边同乘以时间t得: ∴s2m150.s120m5m m2200 故绳长为ls1s220m5m25m
,球上升速度为v2,选向下为正方向,则人对地速度为解法二:设人的下滑速度为v1v2,由系统动量守恒得 v1v2)m2v2 m1(v1因作用时间相同,上式两边同乘以t得:
(m1m2)s2 0m1s1v2)ts1 又(v1s2ts1 即 s1 解得:s1
m1m2m2s25020020m25m 200
例5:质量为M的一列火车在平直的轨道上匀速行驶,速度为v0.已知列车各部分所受的阻力都等于它们的重力的k倍.某时刻列车后部质量为m的一段脱钩,司机未能发现,仍以原牵引力带动列车前进.求
①当脱离部分的速度减为v0/2时,前面部分的速度.
②当后面部分停止后多长时间,前面部分的速度达到2 v0.
选题目的:考查动量守恒定律的应用.
解析:以整列火车为研究对象,脱钩前后相比较,除了两部分间的相互作用力有变化以外,所受外力没有发生变化,因此满足动量守恒的条件,但只限于后面部分运动过程中.
①根据动量守恒 M v0=(M-m)v+ m v0/2, 解出前面部分的速度为 v=
2Mmv0.
2(Mm)②后面部分停止时刻,前面部分的速度为v’,根据动量守恒
Mv0= (M-m)v’, 则 v’=
Mv0,
Mm后面部分停止后,对前面部分应用动量定理,设再经过时间t速度达到2 v0, 则 [kMg-k(M-m)g]·t=(M-m)(2 v0- v’), 解出 t=
(M2m)v0.
kmg(最后答案中若M<2m,则t为负值,说明在后面部分停止运动之前,前面部分的速度就已达到2 v0了.)
例6:如图所示,一质量为m的木块沿光滑的水平直轨道以速度v0=12m/s匀速运动,木块顶部边缘有一质量为m’的钢珠随它一起运动.木块与另一质量为m/3的静止木板发生碰撞,碰撞时间极短.碰后即合在一起运动.已知木块顶部距木板的高度为h=1.8m,要想使钢珠落在木板上,木板的长度至少多大?(取g=10m/s2)
选题目的:考查动量守恒定律与运动知识的综合运用.
解析:木块与木板碰撞过程中总动量守恒, 即:m v0=(m+m/3)v, 解出 v=3 v0/4=9m/s.
碰后钢珠作平抛运动,初速度为v0=12m/s,而木板与木块一起作匀速运动,速度为v=9m/s.钢珠落到木板上所需的时间=
2h=0.6s, g钢珠落在木板上时与木块边缘的距离l= v0t- vt = 1.8m,即木板的长度至少为1.8m.
第四节 动量守恒定律的应用
例题:如图 所示质量m0.5kg的木块以1m/s的水平速度滑到在光滑水平面上静止的质量为M2kg的小车上,经过0.2s木块和小车达到相同速度一起运动,求木块和小车间的动摩擦因数。
分析与解答: 由于水平面是光滑的,所以木块和小车构成的系统满足动量守恒定律,这样可以解得木块和小车共同的求速度,而小车动量的变化是由于摩擦力的冲量引起的,根据动量定理可以解得木块所受的摩擦力,可以求得动摩擦因数。
以木块初速度v0的方向为正方向,木块和小车共同的速度为v
vm0.5v010.2(m/s)mM2.5Ip
mgtmvmv0v0v10.20.4gt2例题 在质量为M的小车中挂有一个单摆、摆球的质量为m0,小车(和单摆)以恒定的速度v沿光滑水平地面运动,与位于正对面的质量为m的静止的木块发生碰撞,碰撞时间极短,在此碰撞过程中,下列哪个或哪些说法是可能发生的?
(A)小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为v1、v2、v3,
满足:(Mm0)vMv1mv2m0v3
(B)摆球的速度不变,小车和木块的速度变v1和v2, 满足:MvMv1mv2
(C)摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为v, 满足;Mv(Mm)v
(D)小车和摆球的速度都变为v1,木块的速度变为v2, 满足:(Mm0)v(Mm0)v1mv2
解析 题目中所给的条件为碰撞时间极短,因此在碰撞后,摆球的速度还没有来得及变化,因此只有小车与木块发生相互作用,有可能碰后二者分开,B对.有可能碰后粘在一起,C对,A、D错.
点拨 由于题目给的“碰撞时间极短”因此三者的相互作用为两个阶段.第一阶段,木块、小车发生相互作用,动量改变,第二阶段再经时间t后摆球、木块、小车再次相互作用、动量再一次改变.
例题 如图所示,在光滑水平面上,质量为0.5kg的球A以2m/s的速度向右运动与迎面而来的质量为2kg速度大小为4m/s的B球正碰,碰后A球以2m/s的速率被反弹,求此时B球的速度.
解析 两球碰撞时动量守恒.设vA方向为正方向,A球质量为mA,B球质量为mB.碰
后速度分别为vA、vB,可设vB方向仍然向左
mAvAmBvBmAvAmBvB
0.52240.522vBvB3m/s方向向左.
点拨 碰撞前后物体运动状态要发生变化,确定好碰撞前后各个物体动量的方向是正确解题的关键.
例题 如图所示,质量为M的车(包括物),以速度v在光滑水平面上匀速运动,质量为m的物体被向车后方以仰角方向相对地速度的大小为v抛出.求抛出物体后车速度为多少?
解析 在抛出物体的瞬间,竖直方向合外力要发生变化,∴总动量不守恒,但在水平方向上合外力为零,因此水平方向动量守恒.
设车速v的方向为正方向,由动量守恒定律
Mvmvcos(Mm)v
有:vMvmvcos
Mm点拨 物体被抛出的瞬间,地面的支持力要大于重力,因此但水平方向由于
F外总动量不守恒,0.
F外0,
∴水平方向动量守恒.
例1、 在以下几种情况中,属于动量守恒的有哪些?
(A)车原来静止,放于光滑水平面,车上的人从车头走到车尾.
(B)水平放置的弹簧一端固定,另一端与置于光滑水平面的物体相连,令弹簧伸长,使物体运动起来.
(C)斜面体放于光滑水平地面上,物体由斜面顶端自由滑下,斜面体后退.
(D)光滑水平地面上,用细线拴住一个弹簧,弹簧的两边靠放两个静止的物体,用火烧断弹簧的瞬间,两物体被弹出. 解析 静止的车放于光滑水平地面上
F外人与车通过0人从车头走到车尾过程中,
摩擦力发生相互作用,符合动量守恒条件.A对. 弹簧一端固定,在弹簧伸长使物体运动的过程中由于 ∴动量不守恒.B错.
物体从斜面顶端滑下,斜面后退,由于物体受重力作用 ∴总动量不守恒.但因为水平方向
F外0
F外0 ∴
F外0,∴ 只是在水平方向上动量守恒.∴ C错.
光滑水平面,烧断弹簧,使两物体弹出的过程符合
F外0。动量守恒.D对.
点拨 判断物体系在物体相互作用过程中是否动量守恒,要扣住动量守恒的条件.
例2、 在做碰撞中的动量守恒实验中安装斜槽轨道时,应让斜槽末端点的切线保持水平,这样做的目的是为了使( )。 A 入射球得到较大的速度.
B 入射球与被碰球对心碰撞后,速度均为水平方向. C 入射球与被碰球碰撞时动能无损失.
D 入射球与被碰球碰后均能从同一高度飞出.
分析与解 本实验的原理要用长度来代替小球在水平方向飞行时的初速度,所以必须要求小球在碰撞时和飞出时的速度是水平的,因此必须使斜槽末端点的切线保持水平。 答案:B。 例3、质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,A球动量为7kg·m/s,B球的动量为5kg·m/s,当A球追上B球时发生碰撞,则碰后A、B两球的动量PA、PB可能值是:
A、PA=6kg·m/s PB=6kg·m/s B、PA=3kg·m/s PB=9kg·m/s C、PA=-2kg·m/s PB=14kg·m/s D、PA=-4kg·m/s PB=17kg·m/s
答案:A
第五节 反冲运动 火箭
例2、自动步枪每分钟能射出600颗子弹,每颗子弹的质量为20g,以500m/s的速度射出枪口,求因射击而使人受到的反冲力的大小.
选题目的:考查反冲力的计算.
解析:对子弹,由动量定理得
Ftnmv0
Fnmv6000.02500100(N) t60根据牛顿第三定律得知,因射击而使人受到的反冲力的大小F人F100N.
例3:在反冲小车实验中,点燃酒精,水蒸气将橡皮塞冲出,小车沿相反方向运动.如
果小车总质量M3kg,水平喷出的橡皮塞质量为0.1kg,橡皮塞喷出时速度v2.9m/s,求小车的反冲速度.
选题目的: 考查动量守恒定律在反冲运动中的应用.
解析:小车与橡皮塞为一系统,所受外力之和为零,系统总动量为零
根据动量守恒定律 mv(Mm)V0
vm0.1v2.90.1m/s
Mm30.1 负号表明小车运动方向与橡皮塞的运动方向相反,反冲速度大小是0.1m/s
小结:在反冲运动中系统动量守恒
讨论:若橡皮塞喷出时速度大小不变,方向与水平方向成60°角,小车的反冲速度又 是多少?
分析:小车与橡皮塞组成的系统在水平方向动量守恒
mv0cos60(Mm)v0 mv0cos60v0.05m/sMm 小结:系统在某一方向上所受外力之和为零或不受外力,该方向上动量守恒,反冲运 动遵循动量守恒定律.
例4:一质量为60kg的人以4m/s的速度从后面跳上一辆静止在光滑水平面上质量为100kg的小车,然后相对小车以2m/s的速度向前跳下,求人跳下小车后小车的速度.
选题目的:考查动量守恒定律的应用.
解析:以小车和人为一系统,总动量守恒,设人质量为m,小车质量为M,人跳上车的速度为v,人跳离车时相对车的速度为u,小车此时速度为V 人跳上车之前,系统总动量pmv
人跳离之后,系统总动量pm(vu)Mv
根据动量守恒定律pp
mvm(vu)Mv mvmuvmm代入数据得 v0.75m/s
例:甲乙两只小船在湖面上沿同一直线相向运动,已知甲船质量m1=150kg, 速度是v1=2.0m/s, 乙船质量m2=250kg, 速度是v2=1.0m/s.甲船上原站着一个质量为m=50kg的人,当两船距离很近而将要发生碰撞时,船上的人用力跳到乙船上,求能避免碰撞的人的最小起跳水平速度(相对地面的).
选题目的:考查反冲运动中动量受恒定律的应用.
解析: 设人相对地面的最小起跳水平速度为vmin,他以这个速度跳到乙船上后,两船速度大小相等,设为v.则
对甲船和人 (m1+m)v1= m1 v+ mvmin,
对人和乙船 mvmin+ m2(-v2)= (m2+m)v.
解以上两式,得 vmin=
(m1m)(m2m)v1m1m2v2=7.0m/s.
m(m2m)mm1
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