Question

某次春游踏青活動，在一段平坦的瀝青小路上，甲同學騎自行車帶乙同學以v₀=2.5 m/s的速度行駛。某時刻乙同學要從車上下來，在下跳的瞬間乙同學用力向前推一下自行車，于是乙同學平穩地落地，設落地時速度恰好為零。若甲同學質量m₁=40 kg，自行車的質量m₂=10 kg，乙同學的質量m₃=30 kg，問：

（1）在乙同學下車后的那一刻甲同學和自行車的速度多大？

（2）乙同學在下車的過程中做了多少功？

Answer 1

解：（1）在乙同學下車的過程對系統應用動量守恒定律有：

（m₁+m₂+m₃）v₀=（m₁+m₂）v₁①

得：v₁=4 m/s②

（2）乙同學下車前系統的動能：

E_k=（m₁+m₂+m₃）v₀²=250 J③

乙同學下車后系統的動能：

E_k′=（m₁+m₂）v₁²=×（40+10）×4²=400 J④

乙同學下車時用力向前推自行車，對系統做的正功為：

W=E_k′-E_k⑤

W=150 J⑥