(1)设雪橇运动的方向为正方向,狗第1次跳下雪橇后雪橇的速度为v
1,根据动量守恒定律,有Mv
1+m(v
1+u)=0
狗第1次跳上雪橇时,雪橇与狗的共同速度为v
1′满足Mv
1+mv=(M+m)v
1′
可解得 v
1′=

将u="-4" m/s,v="5" m/s,M="30" kg,m="10" kg代入,得v
1′="2" m/s.
(2)设雪橇运动的方向为正方向,狗第i次跳下雪橇后,雪橇的速度为v
i,狗的速度为v
i+u;狗第i次跳上雪橇后,雪橇和狗的共同速度为v
i′,由动量守恒定律可得
第一次跳下雪橇:
Mv
1+m(v
1+u)=0
v
1=-

="1" m/s
第一次跳上雪橇:
Mv
1+mv=(M+m)v
i′
第二次跳下雪橇:
(M+m)v
i′=Mv
2+m(v
2+u),v
2′=

第三次跳下雪橇:
(M+m)v
2′=Mv
3+m(v
3+u),v
3=

第四次跳下雪橇:
(M+m)v
3′=Mv
4+m(v
4+u)
v
4=

="5.625" m/s.
此时雪橇的速度已大于狗追赶的速度,狗将不可能追上雪橇.因此狗最多能跳上雪橇3次,雪橇最终的速度大小为5.625 m/s.