题目内容
(10分)质量m1=60kg的男滑冰运动员怀抱质量为m2=40kg女滑冰运动员以v0=10m/s的速度沿水平光滑冰面做直线运动,某时刻男运动员突然将女运动员向前水平推出,推出后两运动员仍在原直线上运动,经时间t=2.0s后两人相距s=4.0m,试分析:
(1)两人分离后各自在冰面上的速度;
(2)男运动员将女运动员推出时消耗的体能。
(10分)解析:(1)设两人分离后男运动员的速度为v1,女运动员
的速度为v2,二者分开的过程由动量守恒定律得(m1+m2)v0=m1v1+m2v2…… ① (2分)
由题给条件,经时间t=2.0s后两人相距s=4.0m ,即
s=( v2-v1)t ………………② (2分)
由①②代入数据可得v2=11.2m/s (1分)v1=9.2m/s (1分)
(2)用E表示男运动员消耗的体能,对推出
女运动员的过程由能量守恒定律可得
…… ③ (2分)
代入数据可得E=48J(2分)
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