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(fā)，經(jīng)過O點后與處于靜止狀態(tài)的家長所坐的冰車發(fā)生碰撞，碰撞后小孩及其冰車恰好停止運動。已知小孩和冰車的總質(zhì)量m=30kg，家長和冰車的總質(zhì)量為M=60kg，人與冰車均可視為質(zhì)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(jīng)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；

（3）碰撞過程中小孩和家長（包括各自冰車）組成的系統(tǒng)損失的機械能。

Answer 1

【答案】（1）（2）4.0m/s（3）480J

【解析】（1）設小孩經(jīng)過O點時的速度大小為v0，由機械能守恒定律有

解得：

（2）碰撞過程中小孩和家長（包括各自冰車）組成的系統(tǒng)動量守恒，設碰撞后家長的速度大小為v1，則 mv0=Mv1

解得 v1=mv0/M=4.0m/s

（3）設系統(tǒng)損失的機械能為ΔE，則

480J