經
過了半死不活的五月和累成熊樣兒的假期課,父王的工作總算又正常了。
公眾號恢復每周五更新!
你們是否還記得,假期之前,俺們說到了動量守恒定理在碰撞中的運用,這么明天,俺們來談談此定理的另一個運用——人船。
啥是“人船”,很簡單,就是一人一船飄泊在水底。這顯然是中學數學的一個精典考點,模型概況如下:
如圖所示,靜水中懸浮著質量為M,寬度為L的小船,船的右端躺臥著質量為m的人,人與船都靜止在水底。如今,人開始往右聯通,當聯通至船的上端時,停止。忽視空氣和水的阻力,請問,在此過程中,人和船的位移各是多少?
首先,我們要整明白一件事兒,這是求位移的問題,且是多個物體的運動問題,于是,我們須要找到她們之間的關系——速度、位移、時間以及加速度。
假如水沒有阻力,這么當人向左聯通,勢必會往右蹬船,這么船會往右聯通,所以,人的位移不是L,船的位移也不是0。
俺們先看一下情境圖。
第一個位移上的關系,你一定早已聽到了動量守恒定律,就是:
但動量守恒定律,一個多項式兩個未知量,不能解。所以,我們還須要再湊一個關于S1和S2的關系式。
考慮到時間相等的關系,我們須要和她們的速率找聯系。
既然說到了彼此之間的速率,這么,最顯著的一個關系就是人船動量守恒!
系統的初動量為0,所以時時刻刻滿足:
于是,速率時時刻刻滿足上式的話,位移也會時時刻刻滿足上式。
醬紫,我們就可以把人船的位移算下來了。
熊寶寶們看,這樣我們就可以用已知量抒發下來未知量,順利求解出位移!
但,我們不能只局限于會解位移,我們還得看穿這個模型:
Ⅰ目的——求解位移
Ⅱ適用條件:
①已知質量和某一方向相對位移
②此方向滿足動量守恒且初動量為0
③等時性
假如你發覺了題目中有以上特征,這么一定要想到用人船去解決,可能會幫助你節約好多時間!
OK!本周分享我們就到這,希望新學期的你又一次擁有了新的勇氣和力量,求學本就艱辛困厄,你要堅持!
SEEUNEXTWEEK!
假如你認為數學非常難,