Question

如圖所示，靜止在光滑水平面上的小車質量為M="20" kg．從水槍中噴出的水柱的橫截面積為S="10" cm²，速度為v="10m/" s，水的密度為="1." 0×10³kg/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．當有質量為m="5" kg的水進入小車時，

試求：
(1）小車的速度大小；
(2）小車的加速度大小．

Answer 1

(1)2m/s  (2)

試題分析：(1)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，則
即
(2)質量為m的水流進小車后，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



點評：本題涉及了動量守恒定律與動量定理．不論是定律還是定理，都要注意方向性，因為動量是矢量．同時對于流體采用了假設是一個整體去求解。