题目内容
【题目】结冰的湖面上有甲、乙两个小孩分别乘冰车在一条直线上相向滑行,速度大小均为,甲与车、乙与车的质量和均为,为了使两车不会相碰,甲将冰面上一质量为5kg的静止冰块以(相对于冰面)的速率传给乙,乙接到冰块后又立即以同样的速率将冰块传给甲,如此反复,在甲、乙之间至少传递几次,才能保证两车不相碰(设开始时两车间距足够远)?
【答案】4次
【解析】
设甲、乙各接传冰块、次,甲的初始运动方向为正方向,末态甲、乙的速度分别为、,冰块质量为m.甲或乙每次与冰块相互作用,冰块的动量改变量大小均为(其中甲第一次传冰块,冰块的动量改变量大小为),且方向和与甲或乙相互作用前的动量方向相反,运用动量守恒定律,对甲、冰块组成的系统有
①
对乙、冰块组成的系统有
②
又两车不相碰的条件为
③
由①②两式得
结合③式得
④
将M、m、、的数值代入④式得
故最少传递次数为
次
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