Question

19．如图所示，质量均为m平板小车静止在光滑的水平面上，质量均为2m小孩以3m/s的初速度向右冲上小车，滑行一段后遇质量均为3m的障碍，小孩用力推障碍物，最后障碍物沿同一直线方向以3m/s的速度运动，且此过程中人和车没分开，求：
①小孩冲上小车后滑行速度．
②遇障碍成功脱险后人和车滑行速度．

Answer 1

分析 ①小孩冲上小车后，系统动量守恒，根据动量守恒定律列式求解滑行速度；
②遇障碍用力推过程中系统动量守恒，根据动量守恒定律列式求解人和车滑行速度．

解答 解：①小孩冲上小车后，系统动量守恒，以小孩的速度为正方向，由动量守恒定律可得
2mv₀=（2m+m）v₁
解得v₁=2m/s，方向初速度方向相同．
②遇障碍用力推过程中系统动量守恒，以小孩的速度为正方向，由动量守恒定律可得
2mv₀=3mv₂+3mv
解得：障碍物运动速度v=3m/s，v₂=-1m/s
则成功脱险后人和车滑行速度1m/s，向左．  
答：①小孩冲上小车后滑行速度大小为2m/s，方向与初速度方向相同．
②遇障碍成功脱险后人和车滑行速度为1m/s，向左．

点评 解决问题首先要清楚研究对象的运动过程．应用动量守恒定律时要清楚研究的对象和守恒条件，注意要规定正方向．