甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他的冰车的

 甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他的冰车的总质量共为M=30kg,乙和他的冰车的总质量也是30kg,甲推着一个质量为m=15kg的箱子一起以大小为v0=2m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来.为了避免相碰,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力,求甲至少要以多大的速度(相对于冰面)将箱子推出,才能避免与乙相撞.

答案


v=5.2m/s
【试题分析】
【解析】   当甲把箱子推出后,甲的运动存在三种可能:① 继续向前,方向不变;② 停止运动;③ 反向运动.由动量守恒定律可知,以上三种推出箱子的方法,第一种推法箱子获得的速度最小,若这种推法能实现目的,则箱子获得的速度最小.设箱子的速度为v,取甲运动方向为正方向,则对甲和箱子在推出过程运用动量守恒定律
    (M+m)v0=Mv+mv①
箱子推出后,被乙抓住,为避免甲、乙相撞,则乙必须后退,对乙和箱子运用动量守恒定律得
    mv-Mv0=(M+m)v
要使甲、乙不相撞,并使推出箱子的速度最小的临界条件为   v=v
解以上三式得   v=5.2m/s.

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