Question

【題目】兩磁鐵各放在一輛小車上，小車能在水平面上無摩擦地沿同一直線運動.已知甲車和磁鐵的總質量為0.5 kg，乙車和磁鐵的總質量為1.0 kg.兩磁鐵的N極相對.推動一下，使兩車相向運動.某時刻甲的速率為2 m/s，乙的速率為3 m/s，方向與甲相反.兩車運動過程中始終未相碰。求:

(1)兩車最近時，乙的速度為多大?

(2)甲車開始反向時，乙的速度為多大?

Answer 1

【答案】(1)1.33 m/s　(2)2 m/s

【解析】

(1)兩車相距最近時，兩車的速度相同，設該速度為v，取乙車的速度方向為正方向．由動量守恒定律得

m乙v乙－m甲v甲＝(m甲＋m乙)v

所以兩車最近時，乙車的速度為

v＝＝m/s

＝m/s≈1.33 m/s

(2)甲車開始反向時，其速度為0，設此時乙車的速度為v乙′，由動量守恒定律得

m乙v乙－m甲v甲＝m乙v乙′

故v乙′＝

＝m/s＝2 m/s.