Question

【題目】在游樂場中，父子兩人各自乘坐的碰碰車沿同一直線相向而行，在碰前瞬間雙方都關閉了動力，此時父親的速度大小為v，兒子的速度大小為2v。兩車瞬間碰撞后兒子沿反方向滑行，父親運動的方向不變且經過時間t停止運動。已知父親和車的總質量為3m，兒子和車的總質量為m，兩車與地面之間的動摩擦因數均為μ，重力加速度大小為g，求：

(1)碰后瞬間父親的速度大小和此后父親能滑行的最大距離；

(2)碰撞過程父親坐的車對兒子坐的車的沖量大小。

Answer 1

【答案】(1)， (2)

【解析】

根據父子兩人各自乘坐的碰碰車沿同一直線相向而行，在碰前瞬間雙方都關閉了動力可知，本題考查“碰撞中的動量問題”，根據動量守恒、動能定理、能量守恒列方程求解。

(1)設碰后瞬間父親的速度大小為，由動量定理可得：

得：

設此后父親能滑行的最大距離為s，由動能定理得：

解得：；

(2)設碰后瞬間兒子的速度大小為 ，取父親的運動方向為正方向，由動量守恒定律可得：

設碰撞過程父親坐的車對兒子坐的車的沖量大小為I，由動量定理可得：

解得：。