《人船模型》PPT课件.ppt

人船模型 应用平均动量守恒处理问题 返回光华物理苑 天马行空官方博客 复习 动量守恒定律的要点 1 矢量表达式 2 条件 m1v1 m2v2 m1v1 m2v2 系统不受合外力或系统所受合外力为零 系统在某一方向合外力为零 则该方向动量守恒 系统内力远大于外力 如爆炸过程中的重力 碰撞过程中的摩擦力等 复习 3 各物体的速度应取地为参考系 4 系统在一维空间相互作用 应规定正方向 以确定每个动量的正 负 若待求量的方向未知 直接代入该量的符号 所求结果为正值 则该量的方向与规定方向相同 所求结果为负值 则该量的方向与规定方向相反 应用平均动量守恒处理问题的方法 若系统在全过程中动量守恒 包括单方向动量守恒 则这一系统在全过程中的平均动量也必定守恒 如果系统是由两个物体组成 且相互作用前均静止 相互作用后均发生运动 则由0 m1v1 m2v2 其中v1 v2是平均速度 得推论 m1s1 m2s2 使用时应明确s1 s2必须是相对同一参照物体的大小 人船模型 在静水上浮着一只长为L 3m 质量为m船 300kg的小船 船尾站着一质量m人 60kg的人 开始时人和船都静止 若人匀速从船尾走到船头 不计水的阻力 则船将 A 后退0 5m B 后退0 6m C 后退0 75m D 一直匀速后退 自定义主题B 在此处添加您的选择信息在左侧添加文本 图形或照片 在静水上浮着一只长为L 3m 质量为m船 300kg的小船 船尾站着一质量m人 60kg的人 开始时人和船都静止 若人匀速从船尾走到船头 不计水的阻力 则船将 A 后退0 5m B 后退0 6m C 后退0 75m D 一直匀速后退 分析与解 取人和小船为对象 它们所受合外力为零 初动量m人v人 m船v船 0 均静止 根据动量守恒定律m人v人 m船v船 m人v 人 m船v 船取人的走向为正方向0 m人v 人 m船v 船 设走完时间为t则0 m人v 人t m船v 船tm人S人 m船S船 注意S1 s2均为相对地的位移 60 3 S船 300 S船 S船 0 5m A S人 L S船 S船 人船模型的综合发散 一 人船模型 水平方向 二 劈和物块 水平方向 四 气球和人 竖直方向 三 圆环和球 水平方向 劈和物块 一个质量为M 底面边长为b的劈静止在光滑的水平面上 见左图 有一质量为m的物块由斜面顶部无初速滑到底部时 劈移动的距离是多少 分析和解答 劈和小球组成的系统水平方向不受外力 故水平方向动量守恒 且初始时两物均静止 故由推论知ms1 Ms2 其中s1和s2是m和M对地的位移 由上图很容易看出 s1 b s2代入上式得 m b s2 Ms2 所以s2 mb M m 即为M发生的位移 可见 处理此类题 除熟记推论外 关键是画草图 确定位移关系 圆环和球 如图所示 质量为M 半径为R的光滑圆环静止在光滑水平面上 有一质量为m的小滑块从与环心O等高处开始无初速下滑到达最低点时 圆环发生的位移为多少 分析滑块下滑产生弹力 与圆环组成相互作用的系统 由于水平面光滑 故该系统水平方向动量守恒 因为滑块m在下滑过程中 滑块和圆环均做非匀速运动 所以利用平均动量的方法列出动量守恒表达式 解设题述过程所用时间为t 圆环的位移为s 则小滑块在水平方向上对地的位移为 R s 如图所示 取圆环的运动方向为正 由动量守恒定律得0 M m s t R s t 即Ms m R s S R m M m 气球和人 载人气球原来静止在空中 与地面距离为h 已知人的质量为m 气球质量 不含人的质量 为M 若人要沿轻绳梯返回地面 则绳梯的长度至少为多长 解 取人和气球为对象 系统开始静止且同时开始运动 人下到地面时 人相对地的位移为h 设气球对地位移L 则根据推论有ML mh 得L h m M 因此绳的长度至少为L h M m h M 小结 应用平均动量守恒解题的要点 1 表达式0 m1v1 m2v2 其中v1 v2是平均速度 如果系统是由两个物体