高中物理人船模型易懂.doc

《高中物理人船模型易懂.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、重难点　人船模型1．“人船模型”问题两个原来静止的物体发生相互作用时，若所受外力的矢量和为零，则动量守恒。在相互作用的过程中，任一时刻两物体的速度大小之比等于质量的反比。这样的问题即为“人船模型”问题。2．人船模型的特点(1)两物体满足动量守恒定律：m1v1－m2v2＝0。(2)运动特点：人动船动，人静船静，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比，即＝＝。(3)应用＝＝时要注意：v1、v2和x1、x2一般都是相对地面而言的。方法讲解例1（第一个层次）如图所

2、示，长为L、质量为M的小船停在静水中，质量为m的人从静止开始从船头走到船尾，不计水的阻力，则船和人相对地面的位移各为多少？解析：因为动量守恒，当人向左运动时，船向右运动。设任一时刻人与船的速度大小分别为v1、v2，作用前都静止。因整个过程中动量守恒，所以有mv1＝Mv2设整个过程中的平均速度大小为1、2，则有m1＝M2上式两边乘以时间t，有m1t＝M2t，即mx1＝Mx2且x1＋x2＝L，解得x1＝L，x2＝L。答案：L　L方法讲解例2（第二个层次）如图所示，船长为2L、质量为M的小船停在静水中，在船中央有一个旗杆，质量

3、为m的人从静止开始从船头走到船尾，不计水的阻力，则船和人相对地面的位移各为多少？解析：因为动量守恒，当人向左运动时，船向右运动。设任一时刻人与船的速度大小分别为v1、v2，作用前都静止。因整个过程中动量守恒，所以有mv1＝Mv2设整个过程中的平均速度大小为1、2，则有m1＝M2前半和后半程是一样的；上式两边乘以时间t，有m1t＝M2t，即mx1＝Mx2且x1＋x2＝2L，解得x1＝2L，x2＝2L。答案：2L　2L活学活用可以解决如下问题：练习1.(多选)如图所示，绳长为l，小球质量为m，小车质量为M，将小球向右拉至水平

4、后放手，则(水平面光滑)(　　)A．系统的总动量守恒B．水平方向任意时刻小球与小车的动量等大反向C．小球不能向左摆到原高度D．小车向右移动的最大距离为[例2]　如图所示，质量M＝2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m＝1kg的小球通过L＝0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度v0＝4m/s，g取10m/s2。(1)若锁定滑块，求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小及方向；(2)若解除对滑块的锁定，求小球通过最高点P时的速度大小

5、；(3)在满足(2)的条件下，求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离。方法总结：求解“人船模型”问题的注意事项(1)适用范围：“人船模型”还适用于某一方向上动量守恒(如水平方向或竖直方向)的二物系统，只要相互作用前两物体在该方向上速度都为零即可。(2)画草图：解题时要画出两物体的位移关系草图，找出各长度间的关系，注意两物体的位移是相对同一参考系的位移。