动为某个速度。
【例12】【分析】因为扔到车上的沙袋的水平速度与车行方向相反,两者相互作用后一起运动时,总动量的方向(即一起运动的方向)必与原来动量较大的物体的动量方向相
同.当经过第n个人时,扔上去的沙袋的动量大于车及车上沙袋的动量时,车就会反向运动.车向负x方向运动时、当扔上去的沙袋的动量与车及车上沙袋的动量等值反向时,车将停止运动.
【解】(1)设小车朝正x方向滑行过程中,当车上已有(n-1)个沙袋时的车速为vn-1,则车与沙袋的动量大小为p1=[M+(n-l)m]vn-1.
车经过第n个人时,扔出的沙袋速度大小为2nvn-1,其动量大小为p2=2nmvn-1,
当满足条件p2>p1时,车就反向滑行.于是由
2nmvn-1>[M+(n-l)m]vn-1,
得
取n=3,即车上堆积3个沙袋时车就反向运动.
(2)设车向负x方向滑行过程中,当第(n—1)个人扔出沙袋后的车速为v'n-1,其动量大小为p'1=[M+3m+(n-l)m']v'n-1.
车经过第n个人时,扔出沙袋的速度大小为2nv'n-1,其动量大小为
当满足条件P'2=P'1时,车就停止.于是由
[M+3m+(n-l)m']vn-1=2nm'v'n-1,
得
所以车停止时车上共有沙袋数为N=3+8=11(个).
【说明】本题依据的物理道理是很显然的,由于构思新颖,使不少同学难以从具体问题中抽象出简化的物理模型,以致感到十分棘手.因此,学习中必须注重打好基础和提高分析问题的能力.