质量为m=60kg的人站在质量为M=100kg的小车上,一起以v=3 m/s的速度在光滑水平地面上做匀速直线运动.若人相对车以u=4m/s的速率水平向后跳出,则车的速率变为_m/s.

问题描述:

质量为m=60kg的人站在质量为M=100kg的小车上,一起以v=3 m/s的速度在光滑水平地面上做匀速直线运动.若人相对车以u=4m/s的速率水平向后跳出,则车的速率变为___m/s.

选地面为参考系,以小车和车上的人为系统,以小车前进的方向为正方向,跳前系统对地的速度为v0,设跳离时车对地的速度为v,人对地的速度为-u+v,
根据动量守恒定律:(M+m)v0=Mv+m(-u+v′),
解得:v′=v+

m
M+m
u,
代入数据解得:v′=4.5m/s;
故答案为:4.5.