如图所示，质量为m=3.0kg的小车在光滑水平轨道上以v1=2.0m/s速度向右运动．一股水流以v2=2.4m/s的水平速度自右向左射向小车后壁．已知水流流量为Q=5.0×10-5m3/s，射到车壁的水全部流入车厢内．

Question

如图所示，质量为m=3.0kg的小车在光滑水平轨道上以v₁=2.0m/s速度向右运动．一股水流以v₂=2.4m/s的水平速度自右向左射向小车后壁．已知水流流量为Q=5.0×10^-5m³/s，射到车壁的水全部流入车厢内．那么，经多长时间可使小车静止？（水的密度为ρ=1.0×10³kg/m³）．

Answer 1

由题意可知，小车质量m=3.0kg，速度v₁=2.0m/s，水流速度v₂=2.4m/s，
流流量Q=5.0×10^-5m³/s，水的密度ρ=1.0×10³kg/m³．
设经t时间，流人车内的水的质量为M，此时车开始反向运动，车和水流在水平方向没有外力，系统动量守恒，以小车的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
mv₁-Mv₂=0…①
水的质量：M=ρV…②
水的体积：V=Qt…③
由以上各式带入数据解得：t=50s…④
答：经50s可使小车静止．