Question

【題目】如圖所示，甲、乙兩名宇航員正在離空間站一定距離的地方執行太空維修任務。某時刻甲、乙都以大小為v0＝2 m/s的速度相向運動，甲、乙和空間站在同一直線上且可視為質點。甲和他的裝備總質量為M1＝90 kg，乙和他的裝備總質量為M2＝135 kg，為了避免直接相撞，乙從自己的裝備中取出一質量為m＝45 kg的物體A推向甲，甲迅速接住A后即不再松開，此后甲、乙兩宇航員在空間站外做相對距離不變的同向運動，且安全“飄”向空間站。(設甲、乙距離空間站足夠遠，本題中的速度均指相對空間站的速度)

(1)乙要以多大的速度v(相對于空間站)將物體A推出？

(2)設甲與物體A作用時間為t＝0.5 s，求甲與A的相互作用力F的大小。

Answer 1

【答案】(1) 5.2 m/s (2) 432 N

【解析】

試題①甲、乙兩宇航員在空間站外做相對距離不變的同向運動，說明甲乙的速度相等，

以甲、乙、A三者組成的系統為研究對象，系統動量守恒，以乙的速度方向為正方向，

由動量守恒定律得：，

以乙和A組成的系統為研究對象，以乙的速度方向為正方向，

由動量守恒定律得：，

解得：；

②以甲為研究對象，以乙的初速度方向為正方向，

由動量定理得：，解得：；