Question

甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏.甲和他的冰车总质量为M=30 kg，乙和他的冰车总质量也为M=30 kg.游戏时，甲推一质量m=15 kg的箱子和他一起以v₀=2.00 m/s的速度滑行，而乙以同样大小的速率迎面而来.为了避免相碰，甲突然将箱子沿冰面推向乙，箱子滑到乙处时，乙迅速抓住箱子（如图6-2-2所示）.若不计冰面的摩擦，甲至少要以多大速度（相对冰面）将箱子推出，才能避免与乙相碰？

图6-2-2

Answer 1

解析：以甲和箱子组成的系统为研究对象，水平方向动量守恒，选甲运动方向为正，根据动量守恒列方程（M+m）v₀=Mv_甲+mv′                                   ①

    以箱子和乙组成的系统为研究对象,有:

mv′-Mv₀=(M+m)v_乙                                                                            ②

    因甲、乙与箱子的总动量方向向右,若甲、乙不相碰,必有v_甲≤v_乙            ③

    由①②③式联立,解得:v′≥5.2 m/s.

答案:5.2 m/s