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动量守恒定理——人船模型

更新时间:2023-11-11 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

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过了半死不活的五月和累成熊样儿的假期课,父王的工作总算又正常了。MxJ物理好资源网(原物理ok网)

公众号恢复每周五更新!MxJ物理好资源网(原物理ok网)

你们是否还记得,假期之前,俺们说到了动量守恒定理在碰撞中的运用,这么明天,俺们来谈谈此定理的另一个运用——人船。MxJ物理好资源网(原物理ok网)

啥是“人船”,很简单,就是一人一船飘泊在水底。这显然是中学数学的一个精典考点,模型概况如下:MxJ物理好资源网(原物理ok网)

如图所示,静水中悬浮着质量为M,宽度为L的小船,船的右端躺卧着质量为m的人,人与船都静止在水底。如今,人开始往右联通,当联通至船的上端时,停止。忽视空气和水的阻力,请问,在此过程中,人和船的位移各是多少?MxJ物理好资源网(原物理ok网)

首先,我们要整明白一件事儿,这是求位移的问题,且是多个物体的运动问题,于是,我们须要找到她们之间的关系——速度、位移、时间以及加速度。MxJ物理好资源网(原物理ok网)

假如水没有阻力,这么当人向左联通,势必会往右蹬船,这么船会往右联通,所以,人的位移不是L,船的位移也不是0。MxJ物理好资源网(原物理ok网)

俺们先看一下情境图。MxJ物理好资源网(原物理ok网)

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第一个位移上的关系,你一定早已听到了动量守恒定律,就是:MxJ物理好资源网(原物理ok网)

动量守恒定律,一个多项式两个未知量,不能解。所以,我们还须要再凑一个关于S1和S2的关系式。MxJ物理好资源网(原物理ok网)

考虑到时间相等的关系,我们须要和她们的速率找联系。MxJ物理好资源网(原物理ok网)

既然说到了彼此之间的速率,这么,最显著的一个关系就是人船动量守恒!MxJ物理好资源网(原物理ok网)

系统的初动量为0,所以时时刻刻满足:MxJ物理好资源网(原物理ok网)

于是,速率时时刻刻满足上式的话,位移也会时时刻刻满足上式。MxJ物理好资源网(原物理ok网)

酱紫,我们就可以把人船的位移算下来了。MxJ物理好资源网(原物理ok网)

熊宝宝们看,这样我们就可以用已知量抒发下来未知量,顺利求解出位移!MxJ物理好资源网(原物理ok网)

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但,我们不能只局限于会解位移,我们还得看穿这个模型:MxJ物理好资源网(原物理ok网)

Ⅰ目的——求解位移MxJ物理好资源网(原物理ok网)

Ⅱ适用条件:MxJ物理好资源网(原物理ok网)

①已知质量和某一方向相对位移MxJ物理好资源网(原物理ok网)

②此方向满足动量守恒且初动量为0MxJ物理好资源网(原物理ok网)

③等时性MxJ物理好资源网(原物理ok网)

假如你发觉了题目中有以上特征,这么一定要想到用人船去解决,可能会帮助你节约好多时间!MxJ物理好资源网(原物理ok网)

OK!本周分享我们就到这,希望新学期的你又一次拥有了新的勇气和力量,求学本就艰辛困厄,你要坚持!MxJ物理好资源网(原物理ok网)

SEEUNEXTWEEK!MxJ物理好资源网(原物理ok网)

假如你认为数学非常难,MxJ物理好资源网(原物理ok网)

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