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3页

3、"人船模型"的应用

①"等效思想"

  如图所示,长为L质量为M的小船停在静水中,船头船尾分别站立质量为m1、m2(m1>m2)的两个人,那么,当两个人互换位置后,船在水平方向移动了多少?

分析:将两人和船看成系统,系统水平方向总动量守恒。本题可以理解为是人先后移动,但本题又可等效成质量为的人在质量为的船上走,这样就又变成标准的"人船模型"。

解答:人和船在水平方向移动的距离为x和y,由动量守恒定律可得:

这样就可将原本很复杂的问题变得简化。

②"人船模型"和机械能守恒的结合

如图所示,质量为M的物体静止于光滑水平面上,其上有一个半径为R的光滑半圆形轨道,现把质量为m的小球自轨道左测最高点静止释放,试计算:

1.摆球运动到最低点时,小球与轨道的速度是多少?

2.轨道的振幅是多大?

分析:设小球球到达最低点时,小球与轨道的速度分别为v1和v2,根据系统在水平方向动量守恒,得:

又由系统机械能守恒得: