题目内容
【题目】质量为M的小车,以速度在光滑水平地面上前进,车上站着一个质量为m的人问:当人以对车的速度向后水平跳出后,车的速度为多大?
【答案】
【解析】
错解 错解一:设人跳出瞬间车速为v,则此时车的动量为M,根据动量守恒定律有
解得
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错解二:设人跳出后车速为U,此时车的动量为Mv,人的动量为,根据动量守恒定律有
解得
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错解三:设车的前进方向为正方向,人在跳出车后,车的动量为Mv,人的动量为,根据动量守恒定律有
解得
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错解四:设车前进方向为正方向,则人跳出车后,车的动量为Mv,人的动量为,根据动量守恒定律有
解得
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错因分析 错解一错因:动量守恒的对象应为车和人组成的系统,而错解一中把人跳离车后的动量丢掉了,即以系统的一部分(车)来代替了系统(车和人).
错解二错因:没有考虑到人跳离车前后动量方向的变化,而是简单地采用了代数运算,即忽略了动量的矢量性.
错解三错因:参考系发生了变化人跳离前人与车的动量是相对地的,人跳离车后车的动量(Mv)也是相对地的,而人跳离车后人的动量()却是相对于车而言的,所以错解三错误.
错解四错因:对速度瞬时性的分析出错.是人未跳离车之前系统的速度,不能代表人跳离车后瞬间人的动量.
正解
解析: 选地面为参考系,以小车前进的方向为正方向,则人跳出车后,人的动量为,根据动量守恒定律有
解得
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