Question

如图所示，游乐场上，两位同学各驾着一辆碰碰车迎面相撞，此后，两车以共同的速度运动。设甲同学和他的车的总质量为150 kg，碰撞前向右运动，速度的大小为4.5 m/s；乙同学和他的车的总质量为200 kg，碰撞前向左运动，速度的大小为3.7 m/s．求碰撞后两车共同的运动速度。

Answer 1

解：本题的研究对象为两辆碰碰车（包括驾车的同学）组成的系统，在碰撞过程中此系统的内力远远大于所受的外力，外力可以忽略不计，满足动量守恒定律的适用条件，设甲同学的车碰撞前的运动方向为正方向，他和车的总质量m₁=150 kg，碰撞前的速度v₁=4.5m/s；乙同学和车的总质量m₂=200 kg，碰撞前的速度v₂=-3.7m/s；设碰撞后两车的共同速度为v，则
系统碰撞前的总动量为：p=m₁v₁+m₂v₂=150×4.5 kg·m/s+200×（-3.7）kg·m/s= -65 kg·m/s
碰撞后的总动量为p'=(m₁+m₂)v
根据动量守恒定律可知p=p'，代入数据解得v=-0.186 m/s
即碰撞后两车以v=0.186 m/s的共同速度运动，运动方向向左