题目内容

13.如图所示,质量是20kg的小孩(包括冰车)推着一个10kg的木箱乙在水平冰面上游戏,滑行速度是6m/s,突然发现正前方有一个30kg的木箱甲静止在冰面上,为了避免相撞,他将手中的木箱乙向前推出,此后木箱甲和乙粘在一起共同运动,小孩使木箱乙获得的速度至少是多少?

分析 小孩将箱子乙沿冰面推给甲过程,小孩与木箱的总动量守恒;木箱甲乙粘在一起的过程中,木箱的总动量守恒,当小孩与甲恰好不相撞时,二者的速度恰好相等.根据动量守恒定律和速度相等条件求解小孩推箱子的速度大小的最小值.

解答 解:设小孩至少以速度v2将箱子推出,推出箱子后小孩的速度为v1,乙的速度为v2,取向左为正方向.则根据动量守恒得
(M+m)v0=Mv1+mv2,①
 木箱甲乙碰撞后共同的速度是v3,则:mv2=(m+m′)v3,②
当甲与乙恰好不相撞时,v1=v3,③
联立①②③得:v2=12m/s
答:小孩使木箱乙获得的速度至少是12m/s.

点评 解决本题的关键是在于分析过程,选择规律,明确是不相撞的条件.

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