Question

【题目】在如图所示的光滑水平面上，小明站在静止的小车上用力向右推静止的木箱，木箱以相对地面速度v向右匀速运动。巳知木箱的质量为m，小明与车的质量为3m。木箱运动一段时间后与竖直墙壁发生无机械能损失的碰撞，反弹回来后被小明接住。求：

(1)推出木箱后小明和小车一起运动的速度v1的大小；

(2)小明接住木箱后三者一起运动的速度v2的大小。

(3)小明接住木箱后，再次以相同速度v推出木箱，要做多少功?

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】试题分析：在推出木箱的过程中，木箱和小明以及车组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律求出推出木箱后一起运动的速度的大小；小明在接木箱的过程中动量守恒，根据动量守恒定律求出小明接住木箱后三者一起运动的速度的大小；应用动量守恒定律求出推出木箱后的速度，然后应用能量守恒定律求出小明做的功。

（1）人第一次推出木箱，木箱和小明以及车组成的系统动量守恒。

根据动量守恒定律有：

解得： 　　　　

（2）人接住木箱的过程中满足动量守恒，根据动量守恒可得：

解得：

（3）人第二次推出木箱满足动量守恒，由动量守恒有：

解得：

根据功能关系可得：

联立可得小明做的功为：