湖面上静止的一条小船(如图所示)长l=3 m,质量M=120 kg.质量为m=60 kg

湖面上静止的一条小船(如图所示)长l=3 m,质量M=120 kg.质量为m=60 kg的人从船头走到船尾,求此过程中人和船相对于地面的位移s1、s2.

答案

2 m  1 m


解析:

人和船组成的系统所受合外力为零,动量守恒,二者动量大小满足mv1-Mv2=0

因此,可以用各自的平均速度表示动量守恒m1=M2

而二者运动时间相同,各自相对于地面位移可表示为s1=1t  s2=2t

动量守恒可变形为m1t=M2t,即ms1=Ms2                                      ①

可以用二者相对于地面的位移和质量的乘积表示动量关系,就是平均动量守恒.

整个运动过程中的位移可由右图表示,s1+s2=l                                   ②

由方程①②可得

s1== m=2 m   s2== m=1 m.

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