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    3．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，木箱离开手以3m/s的速度向右匀速运动，运动一段时间后与竖直墙壁发生弹性碰撞，反弹回来后被小明接住后不再变化．已知木箱的质量为40kg，人与车的质量为60kg．求：
    ①推出木箱后小明和小车一起运动的速度大小；
    ②小明接住木箱后三者一起运动，在接木箱过程中系统损失的机械能是多少？
    ③整个运动变化过程中，小明对木箱产生的冲量是多少？

    分析 ①小明与木箱系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出小明的速度．
    ②系统动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出损失的机械能．
    ③对木箱应用动量定理可以求出冲量．

    解答 解：①人在推木箱的过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
    Mv1=mv2，
    解得小明的速度为：v1=2m/s；
    ②小明在接木箱的过程系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律可得：
    Mv1+mv2=（M+m）v3，
    代入数据解得：v3=2.4m/s；
    由能量守恒定律得：$\frac{1}{2}$Mv12+$\frac{1}{2}$mv22=$\frac{1}{2}$（M+m）v32+△E，
    解得损失的机械能为：△E=12J，
    ③对木箱，由动量定理得：I=mv2-mv3，
    解得小明对木箱产生的冲量：I=144N•s；
    答：①推出木箱后小明和小车一起运动的速度大小2m/s；
    ②小明接住木箱后三者一起运动，在接木箱过程中系统损失的机械能是12J．
    ③整个运动变化过程中，小明对木箱产生的冲量是144N•s．

    点评 本题考查了动量守恒定律的应用，分析清楚物体运动过程是解题的前提与关键，应用动量守恒定律、能量守恒定律与动量定理可以解题．

    练习册系列答案
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