昆明湖上

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昆明湖上

    春到昆明湖,宁宁租了一条船。风平浪静、空气清新,宁宁想舒舒筋骨。于是,他在船上站定,双脚立定跳远,从 a点跳到 b点。他起跳用了最好的角度,结果跳了3米。但是,在宁宁跳起的过程中,船已向后退了 s米,因此从地面上看,宁宁实际上并没有跳满3米。

    假如宁宁的质量 m=50千克,船的质量 m=100千克,船在水上不计阻力,试求宁宁实际跳了多少米远?他起跳的速度为多大?

    答:设宁宁起跳的速度为 v,最好的角度,即θ=45°,水平分速度为Vx=V?cosθ,垂直分速度 vy=V?sinθ。又设船向后的速度为 u。

    宁宁跳起的时间 t可以用斜抛运动的公式来计算

     h=Vyt- gt2

    ∵h=0,∴vyt= gt2

    同时,在此时间内,宁宁实际跳过的距离为1,

     l= vx?t

    由动量守恒定律

    船后退距离 s即可求得:

    由②和④式,得

    将⑤式代入②式:

    由⑤式和⑥式,可以求得:

    从计算可知,宁宁起跳的速度为4.42米/秒,实际跳过的距离为2米。