Question

【題目】如圖所示，“冰雪游樂場”滑道O點的左邊為水平滑道，右邊為高度h=3.2m的曲面滑道，左右兩邊的滑道在O點平滑連接.小孩乘 坐冰車由靜止開始從滑道頂端出發，經過O點后與處于靜止狀態的家長所坐的冰車發生碰撞，碰撞后小孩及其冰車恰好與家長的冰車一起共同運動.已知小孩和冰車的總質量m=30kg，家長和冰車的總質量為M=60kg,人與冰車均可視為質點，不計一切摩擦阻力，取重力加速度g=10m/s2,求：

（1）小孩乘坐冰車經過O點時的速度大小；

（2）碰撞后家長和冰車共同運動的速度大小,以及碰撞中冰車m對冰車M的沖量；

（3）碰撞過程中小孩和家長（包括各自冰車）組成的系統損失的機械能.

Answer 1

【答案】（1）v=8m/s（2），I=160N·s（3）ΔE=640J

【解析】

（1）對小孩與冰車，由動能定理知：，解得：v=8m/s

（2）碰撞中，由動量守恒定律知：，解得：

對家長所坐冰車，由動量定理知：，解得：I=160N·s（或160kg·m/s）

（3）由能量守恒定律知：，

解得：ΔE=640J