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如图所示,一个质量为m=60kg的人站在一辆质量为M=30kg的平板小车甲上,正...

如图所示,一个质量为m=60kg的人站在一辆质量为M=30kg的平板小车甲上,正以速度V=2m/s沿光滑平直的路面上向右运动,迎面有一质量也为M的小车乙以相等的速度向左滑来,为了使两小车不发生碰撞,问:
(1)甲车的人至少应以多大的速度水平跳出落到乙车上(设人与车不产生相对滑动)?
(2)人在跳离甲车的过程中至少要做多少功?

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(1)两车不相碰有多种情况,如两车反向运动、两车同向运动但乙的速度大于甲、两车同向运动且速度相等,可以判定,当两车速度相等时,人需要的起跳速度最小,由此由动量守恒定律列式求解; (2)人在跳离甲车的过程中做的功等于人和甲车系统动能的增加量,根据功能关系列式求解即可. 【解析】 (1)两车不相碰有多种情况,如两车反向运动、两车同向运动但乙的速度大于甲、两车同向运动且速度相等,可以判定,当两车速度相等时,人需要的起跳速度最小,由此由动量守恒定律可得: v甲=v乙 ① (M+m)v-Mv=Mv甲+(M+m)v2 ② 由①②代入数据得:v甲=1 m/s 又因Mv甲+mv人=(M+m)v0 ③ 代入数据得:v人=2.5m/s        ④ (2)由动能关系得:W=△Ek ⑤ △Ek=⑥ 由⑤⑥代入数据得 W=22.5J 答:(1)甲车的人至少应以2.5m/s的速度水平跳出落到乙车上; (2)人在跳离甲车的过程中至少要做22.5J功.
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考点分析:
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(2)该过程中重力产生的冲量大小IG
(3)该过程中小球的动量变化△P
(4)该过程中绳的拉力产生的冲量大小IF

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(2)此时作用在滑块上的外力F的大小.

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(1)实验中已经测得上述物理量中的α、L、S,为了验证两球碰撞过程动量守恒,还应该测量物理量有______
(2)请用测得的物理量结合已知物理量来表示碰撞前后小球1、小球2的动量:P1=______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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