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试卷云
在平直的轨道上,有一辆静止的火车,假设它与地面没有摩擦。车后有N个组员和一个组长列队排列,所有人均沿这辆火车所在的直线跑步,组长在最后。火车的质量为M,每个人的质量为m,假设,
(1)组员和组长追火车的速度为,随后组员们以的速度跳上火车,则最后一个组长恰好追不上火车,求N是多少?
(2)此后组长减速为,为使组长能上车,组员相继以相对车厢速度u向前跳出,求该过程至少消耗组员多少人体内能?
【答案】(1)2;(2)
【知识点】利用动量守恒及能量守恒解决(类)碰撞问题
【详解】(1)根据动量守恒可知
解得
N=2
(2)第一个人跳出过程中,满足动量守恒
第二个人跳出过程中,满足动量守恒
若两个组员跳离火车后,班长恰好追上火车,则
解得
,
第一个组员跳离火车时消耗的内能
第二个组员跳离火车时消耗的内能
总消耗的内能
代入数据可得