Question

在游乐场中，父子两人各自乘坐的碰碰车沿同一直线相向而行，在碰前瞬间双方都关闭了动力，此时父亲的速度大小为v，儿子的速度大小为2v．两车瞬间碰撞后儿子沿反方向滑行，父亲运动的方向不变且经过时间t停止运动．已知父亲和车的总质量为3m，儿子和车的总质量为m，两车与地面之间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，求：

(1)碰后瞬间父亲的速度大小和此后父亲能滑行的最大距离；

(2)碰撞过程父亲坐的车对儿子坐的车的冲量大小．

Answer

(1)， (2)

【解析】

根据父子两人各自乘坐的碰碰车沿同一直线相向而行，在碰前瞬间双方都关闭了动力可知，本题考查“碰撞中的动量问题”，根据动量守恒、动能定理、能量守恒列方程求解．

(1)设碰后瞬间父亲的速度大小为，由动量定理可得：

得：

设此后父亲能滑行的最大距离为s，由动能定理得：

解得：；

(2)设碰后瞬间儿子的速度大小为 ，取父亲的运动方向为正方向，由动量守恒定律可得：

设碰撞过程父亲坐的车对儿子坐的车的冲量大小为I，由动量定理可得：

解得：．