题目内容
【题目】质量为1kg的物体从高处自由下落,下落5m时正落在以的速度沿水平方向匀速前进的小车上,车上装有沙子,车与沙子的总质量为4kg,地面光滑,则稳定后车的速度为多少?(g取)
【答案】4m/s
【解析】
错解: 设物体下落5m时的速度为,由机械能守恒定律有
解得
取车运动方向为正方向,.由动量守恒定律得
,
解得
.
错因分析 将物体下落5m时的速度代入计算,从而导致错误在物体落入车的过程中,物体与车接触瞬间竖直方向具有较大的动量,落入车后,竖直方向上的动量减为0,由动量定理可知,车给物体的作用力大于物体的重力,因此地面给车的支持力也大于车与物体的重力之和,系统所受合外力不为零,系统总动量不守恒.
正解:
解析 物体和车(含沙子,下同)组成的系统在水平方向不受外力作用,所以系统在水平方向上动量守恒.以车的运动方向为正方向,作用前,车的水平速度,物体的水平速度为0,由动量守恒定律可得
所以
.
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