Question

2．如图，质量为3.0kg的小车在光滑水平轨道上以2.0m/s速度向右运动．一股水流以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5.0×10^-5m³/s，射到车壁的水全部流入车厢内且无泄漏，则经过50s 时间小车就开始反向运动．（已知水的密度为1.0×10³kg/m³）

Answer 1

分析 车与水组成的系统在水平方向动量守恒，由密度公式、动量守恒定律可以求出时间．

解答 解：由题意知，小车质量m=3.0kg，速度v₁=2.0m/s；水流速度v₂=2.4m/s，
水流流量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，车与水组成的系统在水平方向动量守恒，
以车的速度方向为正方向，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
解得：时间t=50s；
故答案为：50

点评 本题考查动量守恒定律，注意在题意中要找出正确的条件，明确正方向，再利用动量守恒求解即可．