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

题文

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．

题型：未知 难度：其他题型

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

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：
(m₁＋m₂＋m₃)v₀＝(m₁＋m₂)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
E_k＝(m₁＋m₂＋m₃)v
＝(40＋10＋30)×(2.5)²J
＝250 J
男孩下车后系统的动能
E_k′＝(m₁＋m₂)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.

考点

据考高分专家说，试题“40 kg的女孩骑自行车带30 kg的男.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。

动量守恒定律

动量守恒定律：
1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、表达式：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁'+m₂v₂'。
3、动量守恒定律成立的条件：
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零；
②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计；
③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”：
①矢量性；②瞬时性；③相对性；④普适性。

动量守恒定律与机械能守恒定律的比较：

系统动量守恒的判断方法:

方法一：南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下：
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判断系统的动量是否守恒。
方法二：南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下：
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析，确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况，进而判定系统的动量是否守恒。