Question

一道高中物理动量的问题

水平光滑轨道上停着一质量为M的小车.在车的侧面通过长L的绳连着一个质量为m的小球，开始时，细绳水平拉直，由静止释放小球，让它向下摆动.当摆到最低点时，小车在水平方向移动的距离是________
答案是 mL/M+m
想知道为什么

Answer 1

注意相对运动：
当球摆到最低点时，相对于车水平运动了L，但车对地运动了一段距离设为S，则小球对地移动的距离为L－S
根据动量守恒：0＝MV1-mV2
得MV1=mV2
得MS＝m（L-S）
得S＝mL/(M+m)

Answer 2

一开始小球与小车在一水平面的状态时,可算出质心位置是距离小车 mL/(M+m) 处,而释放小球后由於水平方向没有外力作用,所以质心水平位置不变,因此小球摆到底部时,小车与小球的连线一定要通过这个质心位置,也就是小车会在距离原先mL/(M+m)处