Question

4．如圖所示，光滑水平面上有一小車，小車上固定一桿，總質(zhì)量為M；桿頂系一長為L的輕繩，輕繩另一端系一質(zhì)量為m的小球．繩被水平拉直處于靜止狀態(tài)（小球處于最左端），將小球由靜止釋放，小球從最左端擺下并繼續(xù)擺至最右端的過程中，小車運動的距離是多少？

Answer 1

分析 用位移表示平均速度，根據(jù)水平方向平均動量守恒定律求出物體M發(fā)生的水平位移．

解答 解：設(shè)小球從最右側(cè)到最左側(cè)的過程中時間為t，小球發(fā)生的水平位移大小為x，則小車產(chǎn)生的位移大小為：2L-x，
取水平向右方向為正方向．則根據(jù)水平方向平均動量守恒得：
m$\frac{x}{t}$-M$\frac{2L-x}{t}$=0
解得：x=$\frac{2M}{M+m}L$
所以小車產(chǎn)生的位移的大小為：2L-x=$\frac{2m}{m+M}L$，
答：小車運動的距離是$\frac{2m}{m+M}L$

點評 該題屬于水平方向動量守恒的類型，屬于人船模型，在求解兩個物體的水平位移時，注意要以地面為參照物．