人和冰車的總質量為M,另有一個質量m的堅固木箱,開始時人坐在冰車上靜止在光滑水平面上,某一時刻人將原來景致在冰面上的木箱以速度V推向前方彈性擋板,木箱與擋板碰撞后又反向彈回,設木箱與檔板碰撞過程中沒有機械能的損失,人接到木箱后又以速度V把木箱推向擋板,如此反復多次,試求人推多少次木箱后 將不可能再接到木箱?(已知:M:m=31:2)

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設第n次人推木箱后的速度為Vn,根據機械能守恒原理,人第一次推木箱后,每次木箱與人接觸前,木箱速度都為V,人推木箱后,木箱速度為-V。根據動量守恒原理,第一次推木箱,MV1-mV=0,V1=mV/M;以后每次 MVn-mV=MVn-1+mV,即Vn-Vn-1=2mV/M,這表明第一次后,人每次推木箱后速度增大2mV/M,當人的速度大于或者等于V時,將不可能再接到木箱。因此n=(V-mV/M)/(2mV/M)+1=(29V/31)/(4V/31)+1=33/4,取整數即得n=9,即人推9次木箱后 將不可能再接到木箱。

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這是一道用動量守恒定律解決的問題。在解這道題時,要把這兩個物體作用時動量守恒理解為:這兩個物體相互作用時,二者動量的改變量大小相等、方向相反。 解:以地面(包括彈性板)為參照物,第一次推物塊,物塊獲得了方向指向彈性板的動量mV,因動量守恒,人車就獲得了方向背向彈性板的動量mV;第二次推物塊,物塊的動量從背向彈性板方向的mV,變為指向彈性板的mV,動量變化了2mV,動量變化的方向是指向彈性板的,因動量守恒,人車背向彈性板方向的動量就增加2mV,變為3mV;以此類推,以后人每推一次物塊,人車背向彈性板方向的動量就增加2mV。隨著人推物塊次數的增加,人車背向彈性板方向的動量就越來越大,即速度越來越大,當速度等于或大于V時,反彈回來的物塊就追不上人車了,亦即人不可能再接到木箱。 設推n次后,人車的速度為增大到V,由以上分析,有: MV =(2n-1)mV 又M/m=31/2 解得n=33/4 據題意,n應向上進為整數,故n=9。。

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老大,這種題我們上高中時就過時了,你還在網上公布,提醒你一下,不能接到的臨界狀態是人和物體有共同速度,運用動量定理和動能定理列兩個方程,解就行,祝你好運