Question

如圖所示，靜止在光滑水平面上的小車質(zhì)量為M="20" kg．從水槍中噴出的水柱的橫截面積為S="10" cm²，速度為v="10m/" s，水的密度為="1." 0×10³kg/m³．若用水槍噴出的水從車后沿水平方向沖擊小車的前壁，且沖擊到小車前壁的水全部沿前壁流進(jìn)小車中．當(dāng)有質(zhì)量為m="5" kg的水進(jìn)入小車時(shí)，

試求：
(1）小車的速度大小；
(2）小車的加速度大小．

Answer 1

(1)2m/s  (2)

試題分析：(1)流進(jìn)小車的水與小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，當(dāng)淌入質(zhì)量為m的水后，小車速度為，則
即
(2)質(zhì)量為m的水流進(jìn)小車后，在極短的時(shí)間△t內(nèi)，沖擊小車的水的質(zhì)量為
 
此時(shí)，水對(duì)車的沖擊力為F，則車對(duì)水的作用力也為F，據(jù)動(dòng)量定理有



點(diǎn)評(píng)：本題涉及了動(dòng)量守恒定律與動(dòng)量定理．不論是定律還是定理，都要注意方向性，因?yàn)閯?dòng)量是矢量．同時(shí)對(duì)于流體采用了假設(shè)是一個(gè)整體去求解。