12.溜冰者甲質(zhì)量為M1=48kg,以v0=4m/s的速度在光滑的水平冰面上向右運(yùn)動,溜冰者乙質(zhì)量為M2=50kg,靜止在冰面上,為了防止碰撞,甲將一質(zhì)量為M0=2kg的球以速率v拋給乙,乙接球后,又將球以同樣大小的速率v拋給甲,求他們拋球的最小速率v?

分析 系統(tǒng)在水平方向受到的外力為0,先對整體組成的系統(tǒng)應(yīng)用動量守恒定律,求出共同速度,然后再對某一個過程分析即可.

解答 解:在整個的過程中,水平方向的動量守恒,設(shè)末速度為v′,選取甲運(yùn)動的方向?yàn)檎较,?dāng)他們拋球的速率最小時,系統(tǒng)恰好有相等的末速度,則:
(M0+M1)v0=(M0+M1+M2)v′
代入數(shù)據(jù)得:v′=2m/s
設(shè)小球的速率為v,則:
M1v=M2v′+(-M1v)
所以:v=$\frac{{M}_{2}v′}{2{M}_{1}}=\frac{50×2}{2×2}=25$m/s
答:他們拋球的最小速率v是25m/s.

點(diǎn)評 本題一要靈活選擇研究對象,二要體會動量守恒定律的優(yōu)越性,由于不考慮過程的細(xì)節(jié),運(yùn)用動量守恒定律解題比較簡便.

練習(xí)冊系列答案
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(1)小球離開A點(diǎn)后相對地面能上升的最大高度;
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B.“水流星”通過最高點(diǎn)時,有水從容器中流出
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