16.3动量守恒定律
一 夯实基础
1.【2019·江苏卷】质量为M的小孩站在质量为m的滑板上,小孩和滑板均处于静止状态,忽略滑板与地面间的
摩擦.小孩沿水平方向跃离滑板,离开滑板时的速度大小为v,此时滑板的速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设滑板的速度为,小孩和滑板动量守恒得:,解得:,故B正确。
2.把一支枪水平地固定在小车上,小车放在光滑的水平地面上,枪发射出子弹时,下列关于枪、子弹和车的说法正确的是( )
A.枪和子弹组成的系统水平方向动量守恒
B.枪和车组成的系统水平方向动量守恒
C.若忽略子弹和枪管之间的摩擦,枪、车和子弹组成的系统水平方向动量才近似守恒
D.枪、子弹和车组成的系统水平方向动量守恒
【答案】 D
【解析】枪发射子弹的过程中,它们的相互作用力是火药的爆炸产生的作用力和子弹在枪管中运动时与枪管间的摩擦力,枪和车一起在水平地面上做变速运动,枪和车之间也有作用力.如果选取枪和子弹为系统,则车给枪的力为外力,选项A错误;如果选取枪和车为系统,则子弹对枪的作用力为外力,选项B错误;如果选车、枪和子弹为系统,爆炸产生的作用力和子弹与枪管间的摩擦力均为内力,系统在水平方向上不受外力,整体满足动量守恒定律的条件,选项C错误,选项D正确.
3.如图所示,A、B两个小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动,它们的动量大小分别为p1和p2,碰撞后A球继续向右运动,动量大小为p1′,此时B球的动量大小为p2′,则下列等式成立的是( )
A.p1+p2=p1′+p2′ B.p1-p2=p1′-p2′
C.p1′-p1=p2′+p2 D.-p1′+p1=p2′+p2
【答案】 D
【解析】 因水平面光滑,所以A、B两球组成的系统在水平方向上动量守恒.取向右为正方向,由于p1、p2、p1′、p2′均表示动量的大小,所以碰前的动量为p1-p2,碰后的动量为p1′+p2′,由系统动量守恒知p1-p2=p1′+p2′,经变形得-p1′+p1=p2′+p2,D对.
4.(多选)如图2所示,小车放在光滑的水平面上,将系着绳的小球拉开一定的角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中( )
A.小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统动量守恒
B.小球向左摆动时,小车向右运动,且系统在水平方向上动量守恒
C.小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车的速度不为零
D.在任意时刻,小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反(或者都为零)
【答案】 BD
【解析】 以小球和小车组成的系统为研究对象,在水平方向上不受外力的作用,所以系统在水平方向上动量守恒.由于初始状态小车与小球均静止,所以小球与小车在水平方向上的动量要么都为零,要么大小相等、方向相反,所以A、C错,B、D对.
5.(2019·山东恒台一中高三上学期诊断考试)如图所示,光滑水平面上,甲、乙两个球分别以大小为v1=1 m/s、v2=2 m/s的速度做相向运动,碰撞后两球粘在一起以0.5 m/s的速度向左运动,则甲、乙两球的质量之比为( )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.2∶1
【答案】 A
【解析】 设甲、乙两球的质量分别为m1、m2,乙球的速度方向为正方向,根据动量守恒:m2v2-m1v1=(m1+m2)v,即2m2-m1=(m1+m2)×0.5,解得m1∶m2=1∶1,A正确。
6.将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空,50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间
内喷出。在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )
A.30 B.5.7×102 C.6.0×102 D.6.3×102
【答案】A
【解析】设火箭的质量(不含燃气)为m1,燃气的质量为m2,根据动量守恒,m1v1=m2v2,解得火箭的动量为:p=m1v1=m2v2=30 ,所以A正确,BCD错误。
7.如图所示,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m的救生员站在船尾,相对小船静止.若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( )
A.v0+v B.v0-v
C.v0+(v0+v) D.v0+(v0-v)
【答案】 C
【解析】 小船和救生员组成的系统满足动量守恒条件:
(M+m)v0=m·(-v)+Mv′
解得v′=v0+(v0+v),
故C项正确,A、B、D项错误.
8.如图所示,甲木块的质量为m1,以v的速度沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一轻质弹簧.甲木块与弹簧接触后( )
A.甲木块的动量守恒
B.乙木块的动量守恒
C.甲、乙两木块所组成系统的动量守恒
D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒
【答案】 C
【解析】根据动量守恒定律的条件,以甲、乙为一系统,系统的动量守恒,A、B错误,C正确;甲、乙的一部分动能转化为弹簧的弹性势能,甲、乙系统的动能不守恒,D错误.
9.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中,木块A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,如图所示.则在子弹射入木块A及弹簧被压缩的过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统,下列说法正确的是( )
A.动量守恒,机械能守恒 B.动量不守恒,机械能守恒
C.动量守恒,机械能不守恒 D.无法判定动量、机械能是否守恒
【答案】 C
【解析】动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力的合力为零,本题中子弹、两木块、弹簧组成的系统,水平方向上不受外力,竖直方向上所受外力的合力为零,所以动量守恒.机械能守恒的条件是除重力、弹力对系统做功外,其他力对系统不做功,本题中子弹射入木块过程中克服摩擦力做功,有部分机械能转化为内能(发热),所以系统的机械能不守恒,故C正确,ABD错误.
10.甲、乙两人站在光滑的水平冰面上,他们的质量都是M,甲手持一个质量为m的球,现甲把球以对地为v的速度传给乙,乙接球后又以对地为2v的速度把球传回甲,甲接到球后,甲、乙两人的速度大小之比为(忽略空气阻力)( )
A. B.
C. D.
【答案】 D
【解析】甲、乙之间传递球的过程中,不必考虑过程中的细节,只考虑初状态和末状态的情况.研究对象是由甲、乙二人和球组成的系统,开始时的总动量为零,在任意时刻系统的总动量都为零.设甲的速度大小为v甲,乙的速度大小为v乙,二者方向相反,根据动量守恒得(M+m)v甲-Mv乙=0,则=,选项D正确.
二 提升训练
1.(多选)如图所示,在光滑的水平面上有一静止的斜面,斜面光滑,现有一个小球从斜面顶点由静止释放,在小球下滑的过程中,以下说法正确的是( )
A.斜面和小球组成的系统动量守恒
B.斜面和小球组成的系统仅在水平方向上动量守恒
C.斜面向右运动
D.斜面静止不动
【答案】BC
【解析】小球加速下滑,系统竖直方向上有向下的加速度,竖直方向合力不为零,故系统动量不守恒,但系统水平方向上合力为零,故系统水平方向上动量守恒,因小球下滑过程中水平方向的速度在增大,由动量守恒定律可得,斜面水平向右的速度也在增加,故B、C正确.
2.(多选)如图所示,木块a和b用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,a紧靠在墙壁上.在b上施加向左的水平力使弹簧压缩.当撤去外力后,下列说法正确的是( )
A.a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量守恒
B.a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量不守恒
C.a离开墙壁后,a、b组成的系统动量守恒
D.a离开墙壁后,a、b和弹簧组成的系统机械能守恒
【答案】BCD
【解析】 在a尚未离开墙壁前,a、b系统水平方向受墙壁的弹力,合外力不为零,故动量不守恒,选项A错误,选项B正确;a离开墙壁后,系统只受重力和支持力作用,合外力为零,a、b组成的系统动量守恒,选项C正确;a离开墙壁后,a、b和弹簧组成的系统所受外力不做功,系统机械能守恒,选项D正确.
3.(多选)如图所示,水平面上有两个木块,两木块的质量分别为m1、m2,且m2=2m1.开始两木块之间有一根用轻绳缚住的已压缩轻弹簧,烧断绳后,两木块分别向左、右运动.若两木块m1和m2与水平面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,且μ1=2μ2,则在弹簧伸长的过程中,两木块( )
A.动量大小之比为1∶1 B.速度大小之比为2∶1
C.动量大小之比为2∶1 D.速度大小之比为1∶1
【答案】 AB
【解析】 以两木块及弹簧组成的系统为研究对象,绳断开后,弹簧对两木块的推力可以看成是内力;水平面对两木块有方向相反的滑动摩擦力,且Ff1=μ1m1g,Ff2=μ2m2g.因此系统所受合外力F合=μ1m1g-μ2m2g=0,满足动量守恒定律的条件.设弹簧伸长过程中某一时刻,两木块速度大小分别为v1、v2.由动量守恒定律有(以向右为正方向):-m1v1+m2v2=0,即m1v1=m2v2.即两木块的动量大小之比为1∶1,故A项正确,C项错误.两木块的速度大小之比为==,故B项正确,D项错误.
4.(多选)两个小木块A和B(均可视为质点)中间夹着一轻质弹簧,用细线(未画出)捆在一起,放在光滑的水平桌面上,烧断细线后,木块A、B分别向左、右方向运动,离开桌面后做平抛运动(离开桌面前两木块已和弹簧分离),落地点与桌面边缘的水平距离分别为lA=1 m,lB=2 m,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.木块A、B离开弹簧时的速度大小之比vA∶vB=1∶2
B.木块A、B的质量之比mA∶mB=2∶1
C.木块A、B离开弹簧时的动能之比EkA∶EkB=1∶2
D.弹簧对木块A、B的作用力大小之比FA∶FB=1∶2
【答案】 ABC
【解析】 A、B两木块脱离弹簧后做平抛运动,由平抛运动规律得:木块A、B离开弹簧时的速度大小之比为==,A正确;根据动量守恒定律得:mAvA-mBvB=0,因此==,B正确;木块A、B离开弹簧时的动能之比为:==×=,C正确;弹簧对木块A、B的作用力大小之比:=,D错误.
5.(2019·桂林质检)如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两个小球在同一直线上运动.两
球质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为8 kg·m/s,运动过程中两
球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s,则 ( )
A.右方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶3
B.右方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶6
C.左方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶3
D.左方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶6
【答案】:C
【解析】:A、B两球发生碰撞,规定向右为正方向,由动量守恒定律可得ΔpA=-ΔpB,由于碰后A球的动量增量为负值,所以右边不可能是A球;因A球动量的增量是负值,因此碰撞后A球的动量为4 kg·m/s,所以碰撞后B球的动量是增加的,为12 kg·m/s,由于mB=2mA,所以碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶3,故C正确.
6.如图所示,放在光滑水平面上的两物体,它们之间有一个被压缩的轻质弹簧,用细线把它们拴住.已知两物体质量之比为m1∶m2=2∶1,把细线烧断后,两物体被弹开,速度大小分别为v1和v2,动能大小分别为Ek1和Ek2,则下列判断正确的是( )
A.弹开时,v1∶v2=1∶1 B.弹开时,v1∶v2=2∶1
C.弹开时,Ek1∶Ek2=2∶1 D.弹开时,Ek1∶Ek2=1∶2
【答案】 D
【解析】 根据动量守恒定律知,p1=p2,即m1v1=m2v2,所以v1∶v2=m2∶m1=1∶2,选项AB错误;由Ek=得,Ek1∶Ek2=m2∶m1=1∶2,选项C错误,选项D正确.
7.一辆质量m1=3.0×103 kg的小货车因故障停在车道上,后面一辆质量m2=1.5×103 kg的轿车来不及刹车,直接撞入货车尾部失去动力,碰撞时间极短,相撞后两车一起沿轿车运动方向滑行了x=6.75 m停下.已知车轮与路面间的动摩擦因数μ=0.6,求碰撞前瞬间轿车的速度大小.(重力加速度取g=10 m/s2)
【答案】 27 m/s
【解析】 由牛顿第二定律得a==μg=6 m/s2
由运动学公式得v==9 m/s
碰撞过程中,货车和轿车组成的系统动量守恒.由动量守恒定律得m2v0=(m1+m2)v
v0=v=27 m/s.
8.如图所示,竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块A和B(均可视为质点)分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点.现将A无初速度释放,A与B碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动.已知圆弧轨道光滑,半径R=0.2 m,A和B的质量相等,A和B整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2.取重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)碰撞后瞬间A和B整体的速率v′;
(2)A和B整体在桌面上滑动的距离L.
【答案】 (1)1 m/s (2)0.25 m
【解析】 (1)滑块A从圆弧轨道最高点到最低点机械能守恒,由mAv=mAgR,可得vA=2 m/s.在底部和B相撞,满足动量守恒,由mAvA=(mA+mB)v′,可得v′=1 m/s.
(2)根据动能定理,对A、B一起滑动过程由-μ(mA+mB)gL=0-(mA+mB)v′2,可得L=0.25 m.
9.如图所示,在光滑水平面上有两个木块A、B,木块B左端放置小物块C并保持静止,已知mA=mB=0.2 kg,mC=0.1 kg,现木块A以初速度v=2 m/s沿水平方向向右滑动,木块A与B相碰后具有共同速度(但不粘连),C与A、B间均有摩擦.求:
(1)木块A与B相碰瞬间A木块及小物块C的速度大小;
(2)设木块A足够长,求小物块C的最终速度.
【答案】 (1)1 m/s 0 (2) m/s 方向水平向右
【解析】(1)木块A与B相碰瞬间C的速度为0,A、B木块的速度相同,由动量守恒定律得
mAv=(mA+mB)vA,vA==1 m/s.
(2)C滑上A后,摩擦力使C加速,使A减速,直至A、C具有共同速度,以A、C整体为系统,由动量守恒定律得mAvA=(mA+mC)vC,vC= m/s,方向水平向右.
10.如图所示,甲车质量m1=20 kg,车上有质量M=50 kg的人,甲车(连同车上的人)以v=3 m/s的速度向右滑行,此时质量m2=50 kg的乙车正以v0=1.8 m/s的速度迎面滑来,为了避免两车相撞,当两车相距适当距离时,人从甲车跳到乙车上,求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应当在什么范围以内才能避免两车相撞?不计地面和小车的摩擦,且乙车足够长.
【答案】 大于等于3.8 m/s
【解析】 人跳到乙车上后,如果两车同向,甲车的速度小于或等于乙车的速度就可以避免两车相撞
以人、甲车、乙车组成的系统为研究对象
由水平方向动量守恒得:
(m1+M)v-m2v0=(m1+m2+M)v′,
解得v′=1 m/s
以人与甲车为一系统,人跳离甲车过程水平方向动量守恒,得:(m1+M)v=m1v1′+Mu
解得u=3.8 m/s
因此,只要人跳离甲车的速度u≥3.8 m/s
就可避免两车相撞.
16.3动量守恒定律
一 夯实基础
1.【2019·江苏卷】质量为M的小孩站在质量为m的滑板上,小孩和滑板均处于静止状态,忽略滑板与地面间的
摩擦.小孩沿水平方向跃离滑板,离开滑板时的速度大小为v,此时滑板的速度大小为( )
A. B. C. D.
2.把一支枪水平地固定在小车上,小车放在光滑的水平地面上,枪发射出子弹时,下列关于枪、子弹和车的说法正确的是( )
A.枪和子弹组成的系统水平方向动量守恒
B.枪和车组成的系统水平方向动量守恒
C.若忽略子弹和枪管之间的摩擦,枪、车和子弹组成的系统水平方向动量才近似守恒
D.枪、子弹和车组成的系统水平方向动量守恒
3.如图所示,A、B两个小球在光滑水平面上沿同一直线相向运动,它们的动量大小分别为p1和p2,碰撞后A球继续向右运动,动量大小为p1′,此时B球的动量大小为p2′,则下列等式成立的是( )
A.p1+p2=p1′+p2′ B.p1-p2=p1′-p2′
C.p1′-p1=p2′+p2 D.-p1′+p1=p2′+p2
4.(多选)如图2所示,小车放在光滑的水平面上,将系着绳的小球拉开一定的角度,然后同时放开小球和小车,那么在以后的过程中( )
A.小球向左摆动时,小车也向左运动,且系统动量守恒
B.小球向左摆动时,小车向右运动,且系统在水平方向上动量守恒
C.小球向左摆到最高点,小球的速度为零而小车的速度不为零
D.在任意时刻,小球和小车在水平方向上的动量一定大小相等、方向相反(或者都为零)
5.(2019·山东恒台一中高三上学期诊断考试)如图所示,光滑水平面上,甲、乙两个球分别以大小为v1=1 m/s、v2=2 m/s的速度做相向运动,碰撞后两球粘在一起以0.5 m/s的速度向左运动,则甲、乙两球的质量之比为( )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.2∶1
6.将质量为1.00 kg的模型火箭点火升空,50 g燃烧的燃气以大小为600 m/s的速度从火箭喷口在很短时间
内喷出。在燃气喷出后的瞬间,火箭的动量大小为(喷出过程中重力和空气阻力可忽略)( )
A.30 B.5.7×102 C.6.0×102 D.6.3×102
7.如图所示,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m的救生员站在船尾,相对小船静止.若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为( )
A.v0+v B.v0-v
C.v0+(v0+v) D.v0+(v0-v)
8.如图所示,甲木块的质量为m1,以v的速度沿光滑水平地面向前运动,正前方有一静止的、质量为m2的乙木块,乙上连有一轻质弹簧.甲木块与弹簧接触后( )
A.甲木块的动量守恒
B.乙木块的动量守恒
C.甲、乙两木块所组成系统的动量守恒
D.甲、乙两木块所组成系统的动能守恒
9.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中,木块A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起,如图所示.则在子弹射入木块A及弹簧被压缩的过程中,对子弹、两木块和弹簧组成的系统,下列说法正确的是( )
A.动量守恒,机械能守恒 B.动量不守恒,机械能守恒
C.动量守恒,机械能不守恒 D.无法判定动量、机械能是否守恒
10.甲、乙两人站在光滑的水平冰面上,他们的质量都是M,甲手持一个质量为m的球,现甲把球以对地为v的速度传给乙,乙接球后又以对地为2v的速度把球传回甲,甲接到球后,甲、乙两人的速度大小之比为(忽略空气阻力)( )
A. B.
C. D.
二 提升训练
1.(多选)如图所示,在光滑的水平面上有一静止的斜面,斜面光滑,现有一个小球从斜面顶点由静止释放,在小球下滑的过程中,以下说法正确的是( )
A.斜面和小球组成的系统动量守恒
B.斜面和小球组成的系统仅在水平方向上动量守恒
C.斜面向右运动
D.斜面静止不动
2.(多选)如图所示,木块a和b用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,a紧靠在墙壁上.在b上施加向左的水平力使弹簧压缩.当撤去外力后,下列说法正确的是( )
A.a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量守恒
B.a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量不守恒
C.a离开墙壁后,a、b组成的系统动量守恒
D.a离开墙壁后,a、b和弹簧组成的系统机械能守恒
3.(多选)如图所示,水平面上有两个木块,两木块的质量分别为m1、m2,且m2=2m1.开始两木块之间有一根用轻绳缚住的已压缩轻弹簧,烧断绳后,两木块分别向左、右运动.若两木块m1和m2与水平面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,且μ1=2μ2,则在弹簧伸长的过程中,两木块( )
A.动量大小之比为1∶1 B.速度大小之比为2∶1
C.动量大小之比为2∶1 D.速度大小之比为1∶1
4.(多选)两个小木块A和B(均可视为质点)中间夹着一轻质弹簧,用细线(未画出)捆在一起,放在光滑的水平桌面上,烧断细线后,木块A、B分别向左、右方向运动,离开桌面后做平抛运动(离开桌面前两木块已和弹簧分离),落地点与桌面边缘的水平距离分别为lA=1 m,lB=2 m,如图所示,则下列说法正确的是( )
A.木块A、B离开弹簧时的速度大小之比vA∶vB=1∶2
B.木块A、B的质量之比mA∶mB=2∶1
C.木块A、B离开弹簧时的动能之比EkA∶EkB=1∶2
D.弹簧对木块A、B的作用力大小之比FA∶FB=1∶2
5.(2019·桂林质检)如图所示,光滑水平面上有大小相同的A、B两个小球在同一直线上运动.两
球质量关系为mB=2mA,规定向右为正方向,A、B两球的动量均为8 kg·m/s,运动过程中两
球发生碰撞,碰撞后A球的动量增量为-4 kg·m/s,则 ( )
A.右方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶3
B.右方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶6
C.左方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶3
D.左方为A球,碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶6
6.如图所示,放在光滑水平面上的两物体,它们之间有一个被压缩的轻质弹簧,用细线把它们拴住.已知两物体质量之比为m1∶m2=2∶1,把细线烧断后,两物体被弹开,速度大小分别为v1和v2,动能大小分别为Ek1和Ek2,则下列判断正确的是( )
A.弹开时,v1∶v2=1∶1 B.弹开时,v1∶v2=2∶1
C.弹开时,Ek1∶Ek2=2∶1 D.弹开时,Ek1∶Ek2=1∶2
7.一辆质量m1=3.0×103 kg的小货车因故障停在车道上,后面一辆质量m2=1.5×103 kg的轿车来不及刹车,直接撞入货车尾部失去动力,碰撞时间极短,相撞后两车一起沿轿车运动方向滑行了x=6.75 m停下.已知车轮与路面间的动摩擦因数μ=0.6,求碰撞前瞬间轿车的速度大小.(重力加速度取g=10 m/s2)
8.如图所示,竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切,小滑块A和B(均可视为质点)分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点.现将A无初速度释放,A与B碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动.已知圆弧轨道光滑,半径R=0.2 m,A和B的质量相等,A和B整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2.取重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)碰撞后瞬间A和B整体的速率v′;
(2)A和B整体在桌面上滑动的距离L.
9.如图所示,在光滑水平面上有两个木块A、B,木块B左端放置小物块C并保持静止,已知mA=mB=0.2 kg,mC=0.1 kg,现木块A以初速度v=2 m/s沿水平方向向右滑动,木块A与B相碰后具有共同速度(但不粘连),C与A、B间均有摩擦.求:
(1)木块A与B相碰瞬间A木块及小物块C的速度大小;
(2)设木块A足够长,求小物块C的最终速度.
10.如图所示,甲车质量m1=20 kg,车上有质量M=50 kg的人,甲车(连同车上的人)以v=3 m/s的速度向右滑行,此时质量m2=50 kg的乙车正以v0=1.8 m/s的速度迎面滑来,为了避免两车相撞,当两车相距适当距离时,人从甲车跳到乙车上,求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应当在什么范围以内才能避免两车相撞?不计地面和小车的摩擦,且乙车足够长.