如图所示,甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他的冰车总质量共为M=30kg,乙和他的冰车总质量也是30kg,游戏时甲推着一个质量m=15kg的箱子和他一起以大小为v0=2m/s的速度

问题描述:

如图所示,甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他的冰车总质量共为M=30kg,乙和他的冰车总质量也是30kg,游戏时甲推着一个质量m=15kg的箱子和他一起以大小为v0=2m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来,为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住,若不计冰面的摩擦,问甲至少要以多大的速度(相对地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞.

设甲至少以速度将箱子推出,推出箱子后甲的速度为v
乙的速度为v,取向右方向为正方向.则根据动量守恒得
(m+m)v0=mv+mv,①
 mv-mv0=(m+m)v,②
当甲与乙恰好不相撞时,v=v,③
联立①②③得v=5.2m/s
答:甲至少要以5.2m/s的速度(相对地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞.