问题 计算题

(8分)如图所示光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车,一根轻绳跨过乙车的定滑轮(不计定滑轮的质量和摩擦),绳的一端与甲车相连,另一端被甲车上的人拉在手中,已知每辆车和人的质量均为30 kg,两车间的距离足够远.现在人用力拉绳,两车开始相向运动,人与甲车保持相对静止,当乙车的速度为0.5 m/s时,停止拉绳.求:

①人在拉绳过程做了多少功?

②若人停止拉绳后,至少以多大速度立即从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞?

答案

①5.625 J   ②0.5 m/s 

题目分析:①设甲、乙两车和人的质量分别为m1、m2和m,停止拉绳时甲车的速度为v1,乙车的速度为v2.

由动量守恒定律得(m1+m)v1=m2v2

解得v1=0.25 m/s

由动能定理得W=(m1+m)v+m2v=5.625 J

②设人跳离甲车时人的速度为v0,人离开甲车前后由动量守恒定律得

(m1+m)v1=m1v′1+mv0

人跳到乙车前后由动量守恒定律得mv0-m2v2=(m+m2)v′2

其中v′1=v′2

联立解得v0=0.5 m/s

当人跳离甲车的速度大于或等于0.5 m/s时,两车才不会相撞.

不定项选择
问答题