有N个人,质量为m,站在一辆质量为M的平板卡车上。开始时,人和卡车都静止在光滑的水平地面上。 如果这N个人都从平板车的后端开始,以相对于平板车的水平速度u跳下汽车,汽车就向前后退。 第一种情况,N个人同时跳下车,第二种情况,N个人依次跳下车。 这两种情况下平板车的最终速度是多少?
分析与解答第一种情况,假设人从车上跳下来时汽车的速度为V动量守恒定律题目,那么人从车上跳下来时相对于地面的速度
v = 紫外
在汽车跳跃过程中,人和汽车系统的动量守恒。 根据动量守恒定律,MV-Nmv = 0
第二种情况,N个人相继跳下车,第一个人的跳车过程为[M+(N-1)m]V1-mv1 = 0
v1 = u-V1。
由上面两个方程可知,第一人跳下汽车后,汽车的反冲速度为V1 = mu/(M+Nm)
第二个人跳车的过程如下:
[M+(N-2)m]V2-mv2 = [M+(N-1)m]V1
v2 = u-V2
依次分析每个人的跳跃过程,我们可以得到:
将以上结果相加动量守恒定律题目,可以得到第二种情况下平板车的最终反冲速度:
从例4的分析可以看出,应用动量守恒定律解决问题时,每个物体的初始速度和最终速度都应该是相对于地面的。 如果题目中给出了物体之间的相对速度,最好单独列出相对速度关系,动量守恒定律中应列出对地速度,避免因速度关系造成混乱而产生错误。
对于像例4这样具有多重相互作用的物理过程,要注意分析每个过程的特点和规律,找出前后过程之间的联系,才能对整个物理过程有一个全面的把握。
基于第二个案例的分析,读者可以进一步理解和类推质量连续变化的火箭发射问题。 由实施例4的结果对比可知,V
这就是第 8 章动量守恒定律的同步练习。 更多精彩内容,请持续关注字典物理网站。
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