Question

在如图所示的光滑水平面上，小明站在静止的小车上用力向右推静止的木箱，木箱最终以速度v向右匀速运动．已知木箱的质量为m，人与车的质量为2m，木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹回来后被小明接住．求：
①推出木箱后小明和小车一起运动的速度v₁的大小；
②小明接住木箱后三者一起运动的速度v₂的大小．

Answer 1

分析：①在推出木箱的过程中，木箱和小明以及车组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律求出推出木箱后小明和小车一起运动的速度v₁的大小；
②小明在接木箱的过程中动量守恒，根据动量守恒定律求出小明接住木箱后三者一起运动的速度v₂的大小．

解答：解：①取向左为正方向，由动量守恒定律有
0=2mv₁-mv
得v1=

v

2

②小明接木箱的过程中动量守恒，有mv+2mv₁=（m+2m）v₂
解得v2=

2v

3

答：①推出木箱后小明和小车一起运动的速度v₁的大小v1=

v

2

．
②小明接住木箱后三者一起运动的速度v₂的大小v2=

2v

3

．

点评：解决本题的关键掌握动量守恒定律，以及在运用动量守恒定律解题时注意速度的方向．