如图所示,一质量为m/3的人站在质量为m的小船甲上,以速度v0在水 面上向右运动.另一完全相同小船乙以速率v0从右方向左方驶来,两船在一条 直线上运动.为避免两船相撞,人从甲船以一定的速率水平向右跃到乙船上,求:为能避免两船相撞,人水平跳出时相对于地面的速率至少多大?
问题描述:
如图所示,一质量为m/3的人站在质量为m的小船甲上,以速度v0在水 面上向右运动.另一完全相同小船乙以速率v0从右方向左方驶来,两船在一条 直线上运动.为避免两船相撞,人从甲船以一定的速率水平向右跃到乙船上,
求:为能避免两船相撞,人水平跳出时相对于地面的速率至少多大?
答
速度v最小的条件是:人跳上乙船稳定后两船的速度相等,以甲船的初速度方向为正方向,以甲船和人组成的系统为研究对象,由动量守恒定律得:
(m+
m)v0=mv船+1 3
mv,1 3
以乙船与人组成的系统为研究对象,以人的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
-mv0+
mv=(m+1 3
m)v船,1 3
解得:v=
v0;25 7
答:人水平跳出时相对于地面的速率至为
v0.25 7
答案解析:人与船组成的系统动量守恒,以人与甲船、人与乙船组成的系统为研究对象,应用动量守恒定律即可正确解题.
考试点:动量守恒定律.
知识点:本题考查了求速度问题,分析清楚运动过程、合理选择研究对象、应用动量守恒定律即可正确解题.