Question

1．在列车编组站里，一辆m₁=3.6×10⁴kg的甲货车在平直轨道上以v₁=2m/s的速度运动，碰上一辆m₂=2.4×10⁴kg的静止的乙货车，它们碰撞后结合在一起继续运动，求货车碰撞后运动的速度以及甲货车在碰撞过程中动量的变化量．

Answer 1

分析 在碰撞现象中，相互作用时间很短，平均作用力很大，把相互碰撞的物体作为一个系统来看待，认为碰撞过程中动量守恒．两辆货车在碰撞前后，根据系统动量守恒列式求解．

解答 解：对整个系统，碰撞过程动量守恒，设结合在一起继续运动的速度为v．取向右为正方向，由动量守恒定律得：
则   m₁v₁=（m₁+m₂）v
解得，货车碰撞后运动的速度 $v=\frac{{{m_1}{v_1}}}{{（{m_1}+{m_2}）}}=1.2$m/s
甲货车的动量的变化量 $△p={m_1}v-{m_1}{v_1}=-2.88×{10^4}$kg•m/s    
答：货车碰撞后运动的速度是1.2m/s，甲货车在碰撞过程中动量的变化量大小为2.88×10⁴kg•m/s，方向向左．

点评 本题以火车挂钩这一实际问题为情景，涉及碰撞过程中的动量守恒定律的应用，用动量守恒定律解题时要注意矢量性（方向性），即表达式中的速度、动量均为矢量，在作用前后速度都在一条直线上的条件下，选定一个正方向，将矢量运算转化为代数运算．