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40 kg的女孩骑自行车带30 kg的男孩(如图18所示),行驶速度2.5 m/s.自行车行驶时,男孩要从车上下来.

(1)他知道如果直接跳下来,他可能会摔跤,为什么?

(2)计算男孩下车的瞬间,女孩和自行车的速度.

(3)计算自行车和两个孩子,在男孩下车前后整个系统的动能的值.如有不同,请解释.

【解析】:(1)如果直接跳下来,人具有和自行车相同的速度,脚着地后,脚的速度为零,由于惯性,上身继续向前倾斜,因此他可能会摔跤.所以他下来时用力往前推自行车,这样他下车时水平速度是0.

(2)男孩下车前后,对整体由动量守恒定律有:

(m1m2m3)v0=(m1m2)v

v=4 m/s(m1表示女孩质量,m2表示自行车质量,m3表示男孩质量)

(3)男孩下车前系统的动能

Ek=(m1m2m3)v

=(40+10+30)×(2.5)2J

=250 J

男孩下车后系统的动能

Ek′=(m1m2)v2=(40+10)×42J=400 J

男孩下车时用力向前推自行车,对系统做了正功,使系统的动能增加了150 J.

 

【答案】

:(1)如果直接跳下来,人具有和自行车相同的速度,脚着地后,脚的速度为零,由于惯性,上身继续向前倾斜,因此他可能会摔跤.所以他下来时用力往前推自行车,这样他下车时水平速度是0.

(2)4 m/s (3)250 J 400 J

男孩下车时用力向前推自行车,对系统做了正功,使系统的动能增加了150 J

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

一辆电动自行车的铭牌上给出了如下的技术参数表:

规格

后轮驱动直流永磁毂电机

车型

26″电动自行车

额定输出功率

120 W

整车质量

30 kg

额定电压

40 V

最大载重

120 kg

额定电流

3.5 A

质量为M=70 kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受摩擦阻力Ff恒为车和人总重的k倍,k=0.02.取g=10 m/s2,求:

(1)此车永磁毂电机在额定电压下正常工作的效率;

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规  格

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额定电压

40 V

最大载重

120 kg

额定电流

3.5 A

质量为M=70 kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力Ff恒为车和人总重的k=0.02倍,取g=10 m/s2.求:

(1)此电动自行车的电动机在额定电压下正常工作时的效率;

(2)仅在电动机以额定功率提供动力的情况下,人骑自行车的最大速度;

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科目:高中物理 来源:第1单元 动量、动量守恒定律及应用.doc 题型:计算题

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(2)计算男孩下车的瞬间,女孩和自行车的速度.
(3)计算自行车和两个孩子,在男孩下车前后整个系统的动能的值.如有不同,请解释.

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(1)他知道如果直接跳下来,他可能会摔跤,为什么?

(2)计算男孩下车的瞬间,女孩和自行车的速度.

(3)计算自行车和两个孩子,在男孩下车前后整个系统的动能的值.如有不同,请解释.

【解析】:(1)如果直接跳下来,人具有和自行车相同的速度,脚着地后,脚的速度为零,由于惯性,上身继续向前倾斜,因此他可能会摔跤.所以他下来时用力往前推自行车,这样他下车时水平速度是0.

(2)男孩下车前后,对整体由动量守恒定律有:

(m1m2m3)v0=(m1m2)v

v=4 m/s(m1表示女孩质量,m2表示自行车质量,m3表示男孩质量)

(3)男孩下车前系统的动能

Ek=(m1m2m3)v

=(40+10+30)×(2.5)2J

=250 J

男孩下车后系统的动能

Ek′=(m1m2)v2=(40+10)×42J=400 J

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