Question

（07年深圳中學模擬）（15分）女孩40公斤騎自行車帶30公斤的男孩（如圖）。行駛速度2.5米每秒。自行車行駛時，男孩要從車上下來。

(1)他知道如果直接跳下來，他可能會摔跤。為什么？所以他下來時用力往前推自行車，這樣他下車時水平速度是0。

(2)計算男孩下車的一刻女孩和自行車的速度。

(3)計算自行車和兩個孩子整個系統的動能在男孩下車前后的值。如有不同，請解釋。

Answer 1

解析：

（1）如果直接跳下來,人具有和自行車相同的速度,腳著地后,腳的速度為零,由于 慣性,上身繼續向前傾斜,因此他可能會摔跤. （2分）

 

（2）男孩下車前后,對整體由 動量守恒定理有:(m₁+m₂+m₃)v0= (m₁+m₂)v（2分）

 

v=4m/s  (  m1表示女孩質量, m2 表示自行車質量,    m3表示男孩質量) （2分）

 

（3） 男孩下車前系 統的動能

 

（3分）

 

        男孩下車后系統的動能     （3分）

 

        男 孩下車時用力向前推自行車,對系統做了正功,使系統的動能增加了150焦 耳. （2分