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:

1 2

h=Vy t - 2 gt

∵h = 0, ∴

1 2

vy t = 2 gt

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。