Question

質(zhì)量為1kg的物體從距地面5m高處自由下落，正落在以5m/s的速度沿水平方向勻速前進(jìn)的小車上，車上裝有砂子，車與砂的總質(zhì)量為4kg，地面光滑，則車后來(lái)的速度為多少？

Answer 1

4m/s

以物體和車做為研究對(duì)象，受力情況如圖所示。

在物體落入車的過(guò)程中，物體與車接觸瞬間豎直方向具有較大的動(dòng)量，落入車后，豎直方向上的動(dòng)量減為0，由動(dòng)量定理可知，車給重物的作用力遠(yuǎn)大于物體的重力。因此地面給車的支持力遠(yuǎn)大于車與重物的重力之和。
系統(tǒng)所受合外力不為零，系統(tǒng)總動(dòng)量不守恒。但在水平方向系統(tǒng)不受外力作用，所以系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒。以車的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎�方向，由�?dòng)量守恒定律可得：
車      重物
初：v₀="5m/s   "   0
末：v           v
得Mv₀=(M+m)v，
則，即為所求。