平直的轨道上有一节车厢,车厢以12m/s的速度作匀速直线运动.某时刻与一质量为其一半的静止的平板车挂接时,车厢顶边缘上一个小钢球向前滚出,如图所示,平板车与车厢顶高度差为1.8m,设平板车足够长,问钢

题目

平直的轨道上有一节车厢,车厢以12m/s的速度作匀速直线运动.某时刻与一质量为其一半的静止的平板车挂接时,车厢顶边缘上一个小钢球向前滚出,如图所示,平板车与车厢顶高度差为1.8m,设平板车足够长,问钢球落在平板车上何处(g取10m/s2)?【6】
答案:钢球距平板车左端距离x=s2-s1=2.4m
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答案

设车厢(质量为2m)速度为V1,其与平板车(质量为m)挂接后速度为V2,由动量守恒
2m *V1=3mV2 则V2=8m/s
小球作平抛运动,速度为12m/s 下落时间为t,由h=gt^2 /2 可得,时间t=0.6s
小球下落,其水平位移 为 s2= V1*t= 7.2m
车厢向前运动的位移 s1=V2*t=4.8m
X=s2-s1=2.4m