A车和人在水平面上向右运动的速度设为v,根据机械能守恒定律
(M
1+M)gh=
(M
1+M)v
2,得v=
="3" m/s.
情况一:设人以相对地面速度v′跳离A车后,A车以速度v
1向右运动,此过程动量守恒,方程为(M
1+M)v=M
1v
1+Mv′ ①
人跳到B车上,设共同速度为v
2则Mv′-M
2v
0=(M+M
2)v
2 ②
将已知量代入①②两式,可得210=20v
1+50v′ ③
50v′-90=100v
2 ④
由③④两式可知50v′=210-20v
1=90+100v
2显然,只有当v
2≥v
1时,A、B两车才不会相撞.
设v
1=v
2,根据上式即可求得v
1=v
2="1" m/s,v′≥3.8 m/s.
情况二:设人以相对于地面的速度v″跳离A车后,A车以速度v
1′向左运动;人跳上B车后共同速度为v
2′;根据动量守恒定律,可得方程组(M
1+M)v=Mv″-M
1v
1′ ⑤
Mv″-M
2v
0=(M+M
2)v
2′ ⑥
将已知量代入⑤⑥式,可得50v″=210+20v
1′=90+100v
2′
只有v
2′≥v
1′时,A、B两车才不会相撞,因为v
1′过大会导致M
1反向滑上斜坡后,再滑下时v
1′的大小大于v
2′,此时仍会相撞.
设v
1′=v
2′由上式得v
1′=v
2′="1.5" m/s,v″≤4.8 m/s
综合得,要A、B车不发生相撞,人跳离A车时相对地面的速度v应满足4.8 m/s≥v≥3.8 m/s.