问题
选择题
如图16-6-9所示,小车静止在光滑水平面上,两个质量相等的人A和B,分别站在车的两端,A向前跳后B再向后跳,且两人跳离车时对地的速率相等,则下面说法中正确的是( )
图16-6-9
A.两人跳车后,车向后以一定速度运动,A、B受到的冲量一样大
B.两人跳车后,车向前以一定速度运动,A、B受到的冲量一样大
C.两人跳车后,车速为零,B受到的冲量大些
D.两人跳车后,车速为零,A受到的冲量大些
答案
答案:D
不少同学没有通过分析和推证,就以为:既然B在A后跳,由于反冲,车最终应向前运动;既然质量相等的A、B两人以相等的对地速率跳离车,由于动量相等,于是两人所受冲量大小相等,因此错选了B.
选地作参考系,取向前方向为正方向,以两人和车的整体为对象,设人、车质量分别为m和M,人跳离车时对地速度为v0,由动量守恒定律:mv0-mv0+Mv=0
得到v=0,即车最终静止.
再以A和车为研究对象:mv0+(M+m)v1=0
得到v1=
于是对A,由动量定理得:IA=ΔpA=mv0-0=mv0
对B:IB=ΔpB=-mv0-mv1=-mv0+,IA>|IB|.