Question

質量為1kg的物體從距地面5m高處自由下落，正落在以5m/s的速度沿水平方向勻速前進的小車上，車上裝有砂子，車與砂的總質量為4kg，地面光滑，則車后來的速度為多少？

Answer 1

4m/s

解析:

以物體和車做為研究對象，受力情況如圖所示。

在物體落入車的過程中，物體與車接觸瞬間豎直方向具有較大的動量，落入車后，豎直方向上的動量減為0，由動量定理可知，車給重物的作用力遠大于物體的重力。因此地面給車的支持力遠大于車與重物的重力之和。

系統所受合外力不為零，系統總動量不守恒。但在水平方向系統不受外力作用，所以系統水平方向動量守恒。以車的運動方向為正方向，由動量守恒定律可得：

車       重物

初：v₀=5m/s      0

末：v            v

得Mv₀=(M+m)v，

則，即為所求。