mv0=(m+mA)v1
则子弹和A获得的共同速度为v1=
第二是A(包括子弹)以v1的速度开始压缩弹簧,在这一过程中,A(包括子弹)向右做减速运动,B向右做加速运动,当A(包括子弹)的速度大于B的速度时,它们间的距离缩短,弹簧的压缩量增大;当A(包括子弹)的速度小于B的速度时,它们间的距离增大,弹簧的压缩量减小,所以当系统的速度相同时,弹簧被压缩到最短,由动量守恒定律,得
(m+mA)v1=(m+mA+mB)v2
v2=
本题也可以直接根据全过程(包括第一、第二两个过程)动量守恒求v2,即mv0=(m+mA+mB)v2
得v2=.
答案:v2=
我综合 我发展
7.A车的质量M1=20 kg,车上的人质量M=50 kg,他们一起从光滑的斜坡上h=0.45 m的高处由静止开始向下滑行,并沿光滑的水平面向右运动(如图16-4-7所示);此时质量M2=50 kg的B车正以速度v0=1.8 m/s沿光滑水平面向左迎面而来.为避免两车相撞,在两车相距适当距离时,A车上的人跳到B车上.为使两车不会发生相撞,人跳离A车时,相对于地面的水平速度应该多大?(g取10 m/s2)
图16-4-7
思路解析:A车和人在水平面上向右运动的速度设为v,根据机械能守恒定律
(M1+M)gh=(M1+M)v2,得v==3 m/s.
情况一:设人以相对地面速度v′跳离A车后,A车以速度v1向右运动,此过程动量守恒,方程为(M1+M)v=M1v1+Mv′ ①
人跳到B车上,设共同速度为v2
则Mv′-M2v0=(M+M2)v2 ②
将已知量代入①②两式,可得210=20v1+50v′ ③
50v′-90=100v2 ④
由③④两式可知50v′=210-20v1=90+100v2
显然,只有当v2≥v1时,A、B两车才不会相撞.
设v1=v2,根据上式即可求得v1=v2=1 m/s,v′≥3.8 m/s.
情况二:设人以相对于地面的速度v″跳离A车后,A车以速度v1′向左运动;人跳上B车后共同速度为v2′;根据动量守恒定律,可得方程组(M1+M)v=Mv″-M1v1′ ⑤