高中物理模型组合讲解——人船模型


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[模型概述]“人船”模型极其应用如一人(物)在船(木板)上,或两人(物)在船(木板)上等,在近几年的高考中极为常见,分值高,区分度大,如果我们在解题中按照模型观点处理,以每题分布给分的情况来看还是可以得到相当的分数。 [模型讲解]例. 如图1所示,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,求船和人对地面的位移各为多少?图1解析:以人和船组成的系统为研究对象,在人由船头走到船尾的过程中,系统在水平方向不受外力作用,所以整个系统在水平方向动量守恒。当人起步加速前进时,船同时向后做加速运动;人匀速运动,则船匀速运动;当人停下来时,船也停下来。设某时刻人对地的速度为v,船对地的速度为v',取人行进的方向为正方向,根据动量守恒定律有: ,即 因为人由船头走到船尾的过程中,每一时刻都满足动量守恒定律,所以每一时刻人的速度与船的速度之比,都与它们的质量之比成反比。因此人由船头走到船尾的过程中,人的平均速度v与船的平均速度v也与它们的质量成反比,即 ,而人的位移
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