如圖16-5-1所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為M的小船停在靜水中,質(zhì)量為m的人從靜止開(kāi)始從船頭走到船尾,不計(jì)水的阻力,求船和人對(duì)地面的位移各為多少?

圖16-5-1

解析:以人和船組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,在人由船頭走到船尾的過(guò)程中,系統(tǒng)在水平方向不受外力作用,所以整個(gè)系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒.當(dāng)人起步加速前進(jìn)時(shí),船同時(shí)向后做加速運(yùn)動(dòng);人勻速運(yùn)動(dòng),則船勻速運(yùn)動(dòng);當(dāng)人停下來(lái)時(shí),船也停下來(lái).

    設(shè)某時(shí)刻人對(duì)地的速度為v,船對(duì)地的速度為v,取人行進(jìn)的方向?yàn)檎较,根?jù)動(dòng)量守恒定律有:mv-mv=0即v:v=v: m.

    因?yàn)槿擞纱^走到船尾的過(guò)程中,每一時(shí)刻都滿足動(dòng)量守恒定律,所以每一時(shí)刻人的速度與船的速度之比,都與它們的質(zhì)量之比成反比.因此人由船頭走到船尾的過(guò)程中,人的平均速度與船的平均速度也與它們的質(zhì)量成反比.而人的位移s= vt,船的位移

s= vt,所以船的位移與人的位移也與它們的質(zhì)量成反比,即

s: s=m: m

①式是“人船模型”的位移與質(zhì)量的關(guān)系,此式的適用條件:原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng),在系統(tǒng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,某一個(gè)方向的動(dòng)量守恒.

    由圖中可以看出:s+s=L②

    由①②兩式解得s=L,s=L

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:038

如圖16-5-1所示,質(zhì)量為M的炮車靜止在水平面上,炮筒與水平方向夾角為θ,當(dāng)炮車發(fā)射一枚質(zhì)量為m、對(duì)地速度為v0的炮彈后,炮車的反沖速度為.

圖16-5-1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖16-5-1所示,質(zhì)量為M的炮車靜止在水平面上,炮筒與水平方向夾角為θ,當(dāng)炮車發(fā)射一枚質(zhì)量為m、對(duì)地速度為v0的炮彈后,炮車的反沖速度為.

16-5-1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖16-5-1所示的電路,L為自感線圈,R是一個(gè)燈泡、E是電源.在S閉合瞬間,通過(guò)電燈的電流方向是_________.在S切斷瞬間,通過(guò)電燈的電流方向是___________.

16-5-1

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在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)時(shí),入射球a的質(zhì)量為m1,被碰球b的質(zhì)量為m2,小球的半徑為r,各小球的落地點(diǎn)如圖16-5-1所示.下列關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是(    )

圖16-5-1

A.入射球與被碰球最好采用大小相同、質(zhì)量相等的小球

B.讓入射球與被碰球連續(xù)10次相碰,每次都要使入射小球從斜槽上不同的位置滾下

C.要驗(yàn)證的表達(dá)式是m1-2r)=m1-2r)+m2

D.要驗(yàn)證的表達(dá)式是m1=m1+m2

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