(2014•长葛市三模)光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车,一根轻绳跨过乙车的定滑轮(不计定滑轮的质量和摩擦),
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解题思路:①人拉车的过程即是动量守恒的过程,也是人对甲车、乙车和人组成的系统做功的过程,可以通过动量守恒计算出甲车和人的速度,在由Ek=[1/2]mv2计算出甲车和人、乙车的动能,由动能定理知:甲车和人、乙车的动能之和等于人对系统做的功.

②停止拉绳后,甲车和人与乙车相向匀速运动,有动量守恒有0=(m+m)v+mv∴且甲车和人的动量与乙车动量等大小相等,方向相反.要两车不相撞,应有人跳到乙车后,甲车、乙车和人的速度应当同向且大小相等.

①设甲、乙两车和人的质量分别为m、m和m

停止拉绳时甲车的速度大小为v,乙车的速度大小为v

由动量守恒定律得(m+m)v=mv

解得:v=0.25m/s;

由功与能的关系可知,人拉绳过程做的功等于系统动能的增加量.W=

1

2(m甲+m人)v甲2+

1

2m乙v乙2=5.625J,

②设人跳离甲车时人的速度方向为正,大小为v

甲车的速度为v',人离开甲车前后由动量守恒定律得:

(m+m)v=mv'+mv

人跳到乙车时,人与乙车共同速度为:

v':mv-mv=(m+m)v'

若两车不碰撞,则v'≤v'

代入得:v≥0.5m/s

当人跳离甲车的速度大于或等于0.5m/s时,两车才不会相撞.

答:①人在拉绳过程做了5.625J的功;

②若人停止拉绳后,至少以0.5m/s的速度立即从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞.

点评:

本题考点: 动量守恒定律;功能关系.

考点点评: 该题考查学生对动量守恒定律及动量定理的考查.解决该题时注意不同物理过程中的不同研究对象.