问题 问答题

女孩40公斤骑自行车带30公斤的男孩(如图).行驶速度2.5米每秒.自行车行驶时,男孩要从车上下来.

①他知道如果直接跳下来,他可能会摔跤.为什么?所以他下来时用力往前推自行车,这样他下车时水平速度是0.

②计算男孩下车的一刻女孩和自行车的速度.

③计算自行车和两个孩子整个系统的动能在男孩下车前后的值.如有不同,请解释.

答案

(1)如果直接跳下来,人具有和自行车相同的速度,脚着地后,脚的速度为零,由于惯性,上身继续向前倾斜,因此他可能会摔跤.

(2)m1表示女孩质量,m2 表示自行车质量,m3表示男孩质量.

男孩下车前后,对整体,由动量守恒定律有:

  (m1+m2+m3)v0=(m1+m2)v

 代人数据解得:v=4m/s  

(3)男孩下车前系统的动能为:

  E=

1
2
(m1+m2+m3)
v20
=
1
2
(40+10+30)×2.52
=250J

男孩下车后系统的动能为:

 E=

1
2
(m1+m2)v2=
1
2
(40+10)×42
=400J     

男孩下车时用力向前推自行车,对系统做了正功,使系统的动能增加了150焦耳.

答:

①如果直接跳下来,人具有和自行车相同的速度,脚着地后,脚的速度为零,由于惯性,上身继续向前倾斜,因此他可能会摔跤.

②男孩下车的一刻女孩和自行车的速度为4m/s.

③自行车和两个孩子整个系统的动能在男孩下车前后的值分别为250J,400J.男孩下车时用力向前推自行车,对系统做了正功,使系统的动能增加了150焦耳.

判断题
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