如图8-5-1所示,长为L、质量为m1的小船停在静水中.一个质量为m2的人

如图8-5-1所示,长为L、质量为m1的小船停在静水中.一个质量为m2的人立在船头,若不计水的阻力,当人从船头走到船尾的过程中,船和人对地面的位移各是多少?

图8-5-1

答案

s1=,s2=


解析:

人和船组成的系统,人从船头走到船尾的过程中,在水平方向不受外力作用,所以水平方向动量守恒.人起步前系统的总动量为零,当人起步加速前进时,船同时向后加速运动;当人匀速前进时,船同时向后匀速运动;当人停下来时,船也停下来.设某一时刻人对地的速度为v2,船对地的速度为v1,选人前进的方向为正方向,根据动量守恒定律有:m2v2-m1v1=0,即=.

    人从船头走到船尾的整个过程中,每一时刻系统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,都与它们的质量成反比.从而可以判断:在人从船头走到船尾的过程中,人的位移s2与船的位移s1之比,也应等于它们的质量的反比,即=.

    由图可以看出s1+s2=L,与上式联立得:s1=,s2=

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