问题 计算题

一辆装砂的车在光滑水平面上匀速滑行,打开车厢底板上的漏孔后,车漏砂。问:车的速度有无变化?若有变化,怎样变化?

答案

解:有同学这样求解:选砂和车整体为研究对象,因为系统是在光滑水平面上运动,故系统在水平方向动量守恒,设车的质量为M,漏砂质量为m,车的初速度为v0,漏砂后车的速度为v',由水平方向动量守恒有Mv0=(M-m)v'

,即车的速度会增大

在上述解答中考虑末状态时,忽略了漏掉的那部分砂的动量,忽视了动量守恒的系统性,实际上,砂漏出时,质量为M的系统分为两部分:一部分是车和车厢内的砂,质量为M-m;另一部分是漏出的砂,质量为m,上式右边中的M-m是车和车厢内砂的质量,不是砂漏出时系统的总质量,所以(M-m)v'也就不是砂漏出时系统的总动量。因而此解答是错误的。正确解答应在上述方程的右边加上漏出砂的动量,故有Mv0=(M-m)v'+mv0

得v'=v0,即车的速度不变

单项选择题
多项选择题