Question

一个质量M =30kg的小孩在光滑的冰面上推着一个质量m=6kg的冰车以速度v₀=5m/s匀速滑行。他把冰车用力推出去，使冰车的速度变为原来的2倍。在这个过程中，他对冰车做多少功？他体内有多少化学能转化为机械能？

Answer 1

225 J；90 J

推出冰车的过程中，系统的动量守恒，设推出冰车后小孩的速度为v’，则
(M+m)v₀=Mv’+m·2v₀,
解出　　　　　　　v’==4m/s。
小孩对冰车所做的功等于冰车动能的增量，即W_人对车=="225" J，
小孩体内化学能转化为机械能的量等于小孩与冰车组成的系统增加的动能，即
="90" J。
（为什么小孩体内化学能转化为机械能的数量小于他对冰车做的功呢？这是因为冰车的动能增加一部分来自于小孩本身动能的减少。本题说明一个力做的功并不能量度能量的转化，而一对作用力与反作用力做功的代数和才反映系统的其他能量与动能转化的数量。