题目内容
甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶,速率均为9m/s,甲车上有质量m0=1kg的小球若干个,甲和他的车及所带小球总质量为m1=50kg,乙车和他的车总质量为m2=40kg,甲不断地将小球以21m/s的对地水平速度抛向乙,并被乙接住,问甲至少要抛出多少个小球才能保证两车不相撞。(不考虑空气阻力)
【答案】
当甲、乙两车最终速度相等时,两车刚好不相撞,(2分)
设此速度为v,取甲运动方向为正方向,甲、乙车及球组成的系统水平方向动量守恒,有:
m1v1 ─ m2v2 = (m1 +m2)v (2分)
又v1 = v2 =9m/s
将质量代入解得v=1m/s,方向与甲原运动方向相同。 (2分)
设抛出n个球后使得甲的速度为v,对甲和被抛出的球,抛球过程水平方向动量守恒,有m1v1 = nm0v0 + (m1 ─nm0)v (2分)
其中v0=21m/s,将质量代入得n=20个,即甲至少抛出20个球才能避免两车相撞。(2分)
【解析】略
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