Question

某次春游踏青活動(dòng)，在一段平坦的瀝青小路上，甲同學(xué)騎自行車帶乙同學(xué)以v₀=2.5 m/s的速度行駛。某時(shí)刻乙同學(xué)要從車上下來(lái)，在下跳的瞬間乙同學(xué)用力向前推一下自行車，于是乙同學(xué)平穩(wěn)地落地，設(shè)落地時(shí)速度恰好為零。若甲同學(xué)質(zhì)量m₁=40 kg，自行車的質(zhì)量m₂=10 kg，乙同學(xué)的質(zhì)量m₃=30 kg，問(wèn)：

（1）在乙同學(xué)下車后的那一刻甲同學(xué)和自行車的速度多大？

（2）乙同學(xué)在下車的過(guò)程中做了多少功？

Answer 1

解：（1）在乙同學(xué)下車的過(guò)程對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)量守恒定律有：

（m₁+m₂+m₃）v₀=（m₁+m₂）v₁①

得：v₁=4 m/s②

（2）乙同學(xué)下車前系統(tǒng)的動(dòng)能：

E_k=（m₁+m₂+m₃）v₀²=250 J③

乙同學(xué)下車后系統(tǒng)的動(dòng)能：

E_k′=（m₁+m₂）v₁²=×（40+10）×4²=400 J④

乙同學(xué)下車時(shí)用力向前推自行車，對(duì)系統(tǒng)做的正功為：

W=E_k′-E_k⑤

W=150 J⑥