2010年高考物理总复习学案14:人船模型之一
2010年高考物理总复习学案14:人船模型之一第2页

以上就是典型的"人船模型",说明人和船相对于水面的位移只与人和船的质量有关,与运动情况无关。该模型适用的条件:一个原来处于静止状态的系统,且在系统发生相对运动的过程中,至少有一个方向(如水平方向或者竖直方向)动量守恒。

2、"人船模型"的变形

变形1:质量为M的气球下挂着长为L的绳梯,一质量为m的人站在绳梯的下端,人和气球静止在空中,现人从绳梯的下端往上爬到顶端时,人和气球相对于地面移动的距离?

分析:由于开始人和气球组成的系统静止在空中,

竖直方向系统所受外力之和为零,即系统竖直方

向系统总动量守恒。得:

mx=My

x+y=L

这与"人船模型"的结果一样。

变形2:如图所示,质量为M的圆弧轨道静止于光滑水平面上,轨道半径为R,今把质量为m的小球自轨道左测最高处静止释放,小球滑至最低点时,求小球和轨道相对于地面各自滑行的距离?

分析:设小球和轨道相对于地面各自滑行的距离为x和y,将小球和轨道看成系统,该系统在水平方向总动量守恒,由动量守恒定律得:

mx=My

x+y=L

这又是一个"人船模型"。