题目内容

如图所示,静止在光滑水平面上的小车质量为M=20kg。从水枪中喷的水柱,横截面积为S=10cm2,速度为v=10m/s,水密度为ρ=1.0×103kg/m3。若用水枪喷出的水从车后沿水平方向冲击小车的前壁,且冲击到小车前壁的水全部沿前壁淌入小车中。当有质量为m=5kg的水进入小车时,试求:

(1)小车的速度大小;

(2)小车的加速度大小。

解:(1)淌入小车的水与小车组成的系统动量守恒,当淌入质量为m的水后,小车速度为v1,则有

                         

解得  m/s=2m/s       

(2)质量为m的水淌入小车后,在极短的时间Δt内,

冲击小车的水的质量为Δm=                        

此时,水对车的冲击力为F,则车对水的作用力也为F

据动量定理有:                    

=1.0×103×10×10-4×(10-2)2=64N    

=2.56m/s2     

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