Question

如圖所示，游樂場上，兩位同學(xué)各駕著一輛碰碰車迎面相撞，此后，兩車以共同的速度運(yùn)動(dòng)。設(shè)甲同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為150 kg，碰撞前向右運(yùn)動(dòng)，速度的大小為4.5 m/s；乙同學(xué)和他的車的總質(zhì)量為200 kg，碰撞前向左運(yùn)動(dòng)，速度的大小為3.7 m/s．求碰撞后兩車共同的運(yùn)動(dòng)速度。

Answer 1

解：本題的研究對(duì)象為兩輛碰碰車（包括駕車的同學(xué)）組成的系統(tǒng)，在碰撞過程中此系統(tǒng)的內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所受的外力，外力可以忽略不計(jì)，滿足動(dòng)量守恒定律的適用條件，設(shè)甲同學(xué)的車碰撞前的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎�方向，他和車的總質(zhì)量m₁=150 kg，碰撞前的速度v₁=4.5m/s；乙同學(xué)和車的總質(zhì)量m₂=200 kg，碰撞前的速度v₂=-3.7m/s；設(shè)碰撞后兩車的共同速度為v，則
系統(tǒng)碰撞前的總動(dòng)量為：p=m₁v₁+m₂v₂=150×4.5 kg·m/s+200×（-3.7）kg·m/s= -65 kg·m/s
碰撞后的總動(dòng)量為p'=(m₁+m₂)v
根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知p=p'，代入數(shù)據(jù)解得v=-0.186 m/s
即碰撞后兩車以v=0.186 m/s的共同速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向向左