高中物理试题答案与解析

在光滑的水平面上有甲、乙两辆平板车紧靠在一起,两车质量相同,甲车上有一个质量为m的人,每辆车的质量为人质量的3倍,初始时甲、乙车和人都静止.人以初速度V0从甲车上跳起,落到乙车上后立即向甲车跳去,假设人的速度方向始终水平.整个过程时间很短.

(i)人相对乙车以多大速度起跳时,才能落到甲车?

(ii)若人能落到甲车上,求乙车对人的最小冲量.

章节:高考物理第六章 动量守恒定律第23讲 动量 动量定理
答案:

(i)向左为正方向,车的质量为M,则M=3m

人跳离甲过程中,人和甲车在水平方向上动量守恒,设人跳离甲车后甲的速度大小为v1,则有 0=Mv1﹣mv0

从人跳上乙车到人跳离乙车的过程中,人和乙车在水平方向上动量守恒,设人相对于乙车起跳的速度为u,人跳离乙车时乙车的速度大小为v2,则有﹣mv0=m(u﹣v2)﹣Mv2;若人能跳回甲车,有 u﹣v2≥v1;联立解得 u≥.

(ii)从人跳上乙车到人跳离乙车的过程中,对人,由动量定理得

I=m(u﹣v2)﹣(﹣mv0)≥.因此乙车对人最小冲量是,方向向左.

解析:

(i)分别对人跳离甲的过程和人跳离乙车的过程,运用动量守恒定律列式,即可求解.

(ii)人跳上乙四到跳离乙车的过程,对人,运用动量定理求乙车对人的最小冲量.

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