人船模型ppt课件

动量守恒的十种模型解读人船模型模型解读1.模型图示2.模型特点(1)两物体满足动量守恒定律：mv 人-Mv 船=0。

(2)两物体的位移大小满足：m s 人t -M s 船t =0，s 人+s 船=L 得s 人=M M +m L ，s 船=m M +mL 。

3.运动特点(1)人动则船动，人静则船静，人快船快，人慢船慢，人左船右。

(2)人船位移比等于它们质量的反比；人船平均速度(瞬时速度)比等于它们质量的反比，即s 人s 船=v 人v 船=M m 。

“人船模型”的拓展(某一方向动量守恒)【典例分析】1如图，质量为M 的匀质凹槽放在光滑水平地面上，凹槽内有一个半椭圆形的光滑轨道，椭圆的半长轴和半短轴分别为a 和b ，长轴水平，短轴竖直。

质量为m 的小球，初始时刻从椭圆轨道长轴的右端点由静止开始下滑。

以初始时刻椭圆中心的位置为坐标原点，在竖直平面内建立固定于地面的直角坐标系xOy ，椭圆长轴位于x 轴上。

整个过程凹槽不翻转，重力加速度为g 。

(1)小球第一次运动到轨道最低点时，求凹槽的速度大小；(2)凹槽相对于初始时刻运动的距离。

【针对性训练】1(2024河南名校联考).如图，棱长为a 、大小形状相同的立方体木块和铁块，质量为m 的木块在上、质量为M 的铁块在下，正对用极短细绳连结悬浮在平静的池中某处，木块上表面距离水面的竖直距离为h 。

当细绳断裂后，木块与铁块均在竖直方向上运动，木块刚浮出水面时，铁块恰好同时到达池底。

仅考虑浮力，不计其他阻力，则池深为()A.M +m M hB.M +m m (h +2a )C.M +m M (h +2a )D.M +m Mh +2a 2(2024全国高考模拟)一小船停靠在湖边码头，小船又窄又长(估计重一吨左右)。

一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船。

用卷尺测出船后退的距离d ，然后用卷尺测出船长L 。

人船模型——动量守恒复习课一
复习
动量守恒定律的要点： 1。矢量表达式：
/+m v / m1v1+m2v2=m1v1 2 2
2。条件： ⑴系统不受合外力或系统所受合外力为零。 ⑵系统在某一方向合外力为零，则该方向动 量守恒 ⑶系统内力远大于外力（如爆炸过程中的重 力、碰撞过程中的摩擦力等）
例题2：人质量为50kg，船质量为 100kg，开始人船相对于地静止，人 以6m/s速度(对地)向左跳离船，求人 跳离船瞬间，船的速度（对地）？
例题3 三､动量守恒定律的应用
例3:如图所示,在光滑的水平面上有一辆平板车,上面 站着一个人,车以速度v0前进.已知车的质量为m1,人的质量 为m2,某时刻人突然向前跳离车,设人跳离车时,相对于车的 速度为v,求人跳出后车的速度.
解析:由受力特点可知人与车组成的系统动量守恒.由相对速 度v可建立人､车末速度的关系. 选取人和车组成的系统为研究对象.人跳出车的过程中,系统 的动量守恒.取车前进方向为正方向,假设人跳出之后车的 速度为v′,人的速度为v″. 对系统由动量守恒定律 (m1+m2)v0=m1v′+m2v″又v″-v′=v
1 例2 : 如图所示, 带有半径为R的 光滑圆弧的小车, 其质量为M, 4 置于光滑水平面上, 一质量为m的小球从圆弧的顶端由静止释放, 则小球离开小车时, 球和车的速度分别是多少(重力加速度为g,圆 弧底端切线水平)
解析:由题目可获取主要信息:(1)水平面光滑,系统在水平方向 上不受外力.(2)圆弧轨道光滑,小球滚下时系统的机械能无 损失,所以可由水平方向动量守恒结合机械能守恒求解,球 和车组成的系统虽然动量不守恒,但在水平方向的动量守 恒,设球､车分离时,球的速度为v1,方向向左,车的速度为v2, 方向向右,设向左为正,由动量守恒定律得mv1-Mv2=0① 1 1 2 2 由机械能守恒定律得mgR mv1 Mv 2 ② 2 2

联立解得SB=R/2
圆环和球
• 如图所示，质量为M，半径为R的光滑圆 环静止在光滑水平面上，有一质量为m 的小滑块从与环心O等高处开始无初速下 滑到达最低点时，圆环发生的位移为多 少？
R-s
R o
s 解 设题述过程所用时间为 t，圆环的位移为s，则小滑块在 水平方向上对地的位移为（R-s），滑块与圆环组成相互作用的 系统，由于水平面光滑，故该系统水平方向动量守恒如图所示， 取圆环的运动方向为正，由动量守恒定律得 s (R-s) 即 Ms=m(R-s) 0=M t － m t
∴
v船=m/M＊ v人
设走完时间为t
则0= m人v人t - M船v船t
用S人和S船表示人和船的位移，则有
m人S人=M船S船
m人S人=M船S船 S人+S船=L
M s人 L M m m s船 L Mm
1、运动特点：运动具有同时性 2、适用条件：一个原来处于静止状态 的系统，由于其中一个物体的运动而 使两个物体发生相对运动
m S= M+m R
可得
ms1=Ms2
由几何关系可得：s1=b-s2 联立上式得 s2=mb/(M+m) 即为M发生的位移。 可见，处理此类题，除熟记动量守恒定律外，关键是 确定位移关系。
［练习４］曲面
如图所示，一滑块B静止在光滑水平面上， 其上一部分为半径是Ｒ的1/4光滑圆轨道， 此滑块总质量为m2，一个质量为m1的小 球A(可视为质点)由静止从最高点释放，当 小球从最低点水平飞出时，小球和滑块对 地的位移S1,S2分别为多大？
解析 A、R B、R/2 C、R/3 D、R/4
分析：滑块下滑产生弹力，与 大球组成相互作用的系统，由于水 平面光滑，故该系统水平方向动量 守恒。

牛顿第三定律指出，对于每一作用力，都有一个大小相等、方向相反的反作用力。在《人船模型》中 ，这一原理用于解释人船系统中的动量交换和能量转移。
03 人船模型的实际应用
火箭发射
火箭推进原理
火箭发射利用了反作用力原理，即火箭燃料燃烧产生高速气 体，气体通过喷嘴向下喷出，产生向上的反作用力，使火箭 得以升空。人船模型在火箭发射中的应用体现在火箭的稳定 性和姿态控制上。
人船模型的应用
火箭在发射过程中，需要克服重力和空气阻力，保持稳定上 升轨迹。人船模型可以模拟火箭在发射过程中的动态特性， 通过调整火箭的推力和姿态，实现稳定可靠的发射。
太空行走
太空行走的挑战
太空行走是在太空中进行的活动，由于 缺乏地球引力的约束，宇航员在太空中 会处于失重状态，需要特殊的装备和技 术来维持身体姿态和位置。人船模型在 太空行走中的应用体现在宇航员的姿态 控制和运动分析上。
人船模型在机器人技术领域的应用， 如自主导航、人机交互等，将有助于 提高机器人的智能化水平。
人船模型在教育领域的发展
教育教学改革
人船模型将为教育教学改革提供 新的思路和方法，有助于推动教
育教学的创新和发展。
课程设计
人船模型在课程设计领域的应用， 将有助于提高课程设计的科学性和 有效性。
教师培训
人船模型在教师培训领域的应用， 将有助于提高教师的专业素养和教 育教学方法。人船Leabharlann 型在其他领域的发展医学领域
人船模型在医学领域的应用，如 人体模拟、医疗诊断等，将有助
于提高医学诊断和治疗水平。
交通领域
人船模型在交通领域的应用，如 智能交通系统、交通规划等，将 有助于提高交通系统的运行效率
和安全性。
安全领域