Question

某次春游踏青活动，在一段平坦的沥青小路上，甲同学骑自行车带乙同学以v₀=2.5 m/s的速度行驶。某时刻乙同学要从车上下来，在下跳的瞬间乙同学用力向前推一下自行车，于是乙同学平稳地落地，设落地时速度恰好为零。若甲同学质量m₁=40 kg，自行车的质量m₂=10 kg，乙同学的质量m₃=30 kg，问：

（1）在乙同学下车后的那一刻甲同学和自行车的速度多大？

（2）乙同学在下车的过程中做了多少功？

Answer 1

解：（1）在乙同学下车的过程对系统应用动量守恒定律有：

（m₁+m₂+m₃）v₀=（m₁+m₂）v₁①

得：v₁=4 m/s②

（2）乙同学下车前系统的动能：

E_k=（m₁+m₂+m₃）v₀²=250 J③

乙同学下车后系统的动能：

E_k′=（m₁+m₂）v₁²=×（40+10）×4²=400 J④

乙同学下车时用力向前推自行车，对系统做的正功为：

W=E_k′-E_k⑤

W=150 J⑥