Question

圖6所示，人和冰車的總質量為M，另有一個質量為m的堅固木箱，開始時人坐在冰車上靜止不動，某一時刻人將原來靜止在冰面的木箱以相對冰面的速度v₀推向前方的彈性擋板，同時冰車反向滑動.木箱與擋板碰撞后又反向彈回,設碰撞擋板過程中無機械能損失,人接到木箱后再以同樣相對冰面的速度v₀將木箱推向擋板……如此反復多次,試分析人推木箱多少次后將不可能再接到木箱.(已知M∶m=31∶2,不計摩擦)

圖6

Answer 1

解析：設墻每次對木箱碰撞作用的沖量為I.則有:I=2mv₀                                                                                                  ①

再以人及冰車與木箱組成的系統為對象，人推n次后，由動量定理：

nI=mv₀+Mv_人                                                                                              ②

若要人不再接到木箱，至少有

v_人=v₀                                                                                                         ③

聯立①②③得：n=(m+M)/2m=8.25

人應推9次后將不能再接到木箱.

答案：9次