Question

【题目】如图所示，在远离任何天体的太空中，甲、乙两名宇航员正在离宇宙飞船一定距离的地方执行任务。某时刻甲、乙都以v0=1m/s的速率相向运动。甲和他的装备总质量为M1=100kg，乙和他的装备总质量为M2=150kg，为避免相撞，乙从自己的装备中取出一质量为m=50kg的物体A推向甲，甲迅速接住A后不再松开，此后甲、乙两宇航员以相同速度“飘”向宇宙飞船。（速度均指相对宇宙飞船的速度，且两宇航员和宇宙飞船三者始终在一条直线上）

(1)求甲、乙宇航员最后共同的速度是多大；

(2)求乙宇航员以多大速度将物体A推出（相对宇宙飞船的速度）；

(3)设甲与A作用时间为t=0.5s，求甲与A的平均作用力F的大小。

Answer 1

【答案】(1)；(2)； (3)

【解析】

取乙宇航员的初速度方向为正方向。

(1)设甲乙两宇航员最终以相同速度“飘”向宇宙飞船，对甲、乙宇航员及装备所构成的系统，由动量守恒定律得

代入数据解得

(2)在乙宇航员向甲推装备A的过程中，对乙宇航员和装备A，由动量守恒定律得

代入数据解得

或以甲宇航员和所接到的装备A，由动量守恒定律得

代入数据解得

(3)在甲宇航员接到装备A的过程中，以装备A为研究对象，根据动量定理得

代入数据解得