Question

【題目】如圖所示，質量20 kg的小車靜止在光滑水平面上，從水槍中噴出的水柱的橫截面積是10 cm2，速度10 m / s，水的密度1.0×103 kg / 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小車中，當有質量5 kg的水進入小車時，小車的速度大小______ m / s，小車的加速度大小______ m / s2。

Answer 1

【答案】2 2.56

【解析】

第一空. 流進小車的水與小車組成的系統動量守恒，當淌入質量為m的水后，小車速度為v1，則mv=（m+M）v1，解得： 。

第二空. 質量為m水流進小車后，在極短的時間△t內，沖擊小車的水的質量為 此時，水對車的沖擊力為F，則車對水的作用力也為F，據動量定理有：-F△t=△mv1-△mv，解得： ，根據牛頓第二定律得： 。