(1)竖直放置的粉笔压在纸条的一端,要想把纸条从粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应该是缓缓抽出还是快速抽出,说明理由.

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  • (1)分析:纸条从粉笔下抽出,粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力μmg作用,方向沿纸条抽出的方向.不论纸条是快速抽出,还是缓缓抽出,粉笔在水平方向受到的摩擦力的大小不变.在纸条抽出过程中,粉笔受到摩擦力的作用时间用t表示,粉笔受到摩擦力的冲量为μmgt,粉笔原来静止,初动量为零,粉笔的末动量用mv表示.根据动量定理有

    μmgt=mv

    如果缓慢抽出纸条,纸条对粉笔的作用时间比较长,粉笔受到纸条对它摩擦力的冲量就比较大,粉笔动量的改变也比较大,粉笔的底端就获得了一定的速度.由于惯性,粉笔上端还没有来得及运动,粉笔就倒了.

    如果在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量几乎不变.粉笔的动量改变得极小,粉笔几乎不动,粉笔也不会倒下.

    (2)人车看成整体,根据动量守恒,该系统在水平方向上动量守恒.人将锤子向右抡,车子和人会一起向左运动,人将锤子向左抡也是一样的道理.

    或 者,人将锤子向左抡时,锤子会给人一个向右的作用力(根据牛三),这样人会带动车子一起向右运动.人要是向右抡锤,也是一样的道理.

    从上面的分析中就能想象出那个人左右轮锤敲打车子是什么情形了.

    (3)按照题意,两个小车的质量应该都是m.根据牛三,两个小车各自受到的作用力大小相同,方向相反.也就是说,在不考虑方向的情况下,两车的受力情况相同.这样,两个小车的速度在任意时刻也总是大小相等方向相反的,于是,乙的动量+甲的动量=mv+(-mv)=0.

    或者我们可以这样想:

    应该清楚地知道动量守恒定律的适用条件,即“一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变.”这里所说的“外力之和”与“合外力”不是一个概念.“合外力”是指作用在某个物体(质点)上的外力的矢量和,而“外力之和”是指把作用在系统上的所有外力平移到某点后算出的矢量和.因为外力=磁铁的相互作用力,磁铁的相互作用力大小相等方向,故外力之和为零

    因此总动量是守恒的.