问题 问答题

人和冰车的总质量为M,另有一个质量为m的坚固木箱,开始时人坐在冰车上静止在光滑水平冰面上,某一时刻人将原来静止在冰面上的木箱以速度V推向前方弹性挡板,木箱与档板碰撞后又反向弹回,设木箱与挡板碰撞过程中没有机械能的损失,人接到木箱后又以速度V推向挡板,如此反复多次,试求人推多少次木箱后将不可能再接到木箱?(已知

答案

n=9

人每次推木箱都可看作“一分为二”的过程,人每次接箱都可以看作是“合二为一”的过程,所以本题为多个“一分为二”和“合二为一”过程的组合过程。

设人第一次推出后自身速度为V1,  

则:MV1=mV,

人接后第二次推出,自身速度为V2,

则mV+2mV=MV2

(因为人每完成接后推一次循环动作,自身动量可看成增加2mV)

设人接后第n次推出,自身速度为Vn,

则mV+2mV(n-1)=MVn

∴Vn=(2n-1)V ,

若Vn≥V ,则人第n次推出后,不能再接回,将有关数据代入上式得n≥8.25,∴n=9。

单项选择题 案例分析题
判断题