2020版高考物理一輪復(fù)習(xí)第六章核心素養(yǎng)提升——科學(xué)思維系列（七）教案新人教版.docx

核心素養(yǎng)提升科學(xué)思維系列(七)“人船模型”問(wèn)題1“人船模型”問(wèn)題兩個(gè)原來(lái)靜止的物體發(fā)生相互作用時(shí)，若所受外力的矢量和為零，則動(dòng)量守恒，在相互作用的過(guò)程中，任一時(shí)刻兩物體的速度大小之比等于質(zhì)量的反比這樣的問(wèn)題歸為“人船模型”問(wèn)題2“人船模型”的特點(diǎn)(1)兩物體滿(mǎn)足動(dòng)量守恒定律：m1v1m2v20.(2)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：人動(dòng)船動(dòng)，人靜船靜，人快船快，人慢船慢，人左船右；人船位移比等于它們質(zhì)量的反比；人船平均速度(瞬時(shí)速度)比等于它們質(zhì)量的反比，即.(3)應(yīng)用此關(guān)系時(shí)要注意一個(gè)問(wèn)題：公式中v1、v2和x一般都是相對(duì)地面而言的 長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為M的小船停在靜水中，一個(gè)質(zhì)量為m的人立在船頭，若不計(jì)水的黏滯阻力，當(dāng)人從船頭走到船尾的過(guò)程中，船和人對(duì)地面的位移各是多少？【分析】選人和船組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，因系統(tǒng)在水平方向不受力，所以動(dòng)量守恒，人未走時(shí)系統(tǒng)的總動(dòng)量為零當(dāng)人起步加速前進(jìn)時(shí)，船同時(shí)加速后退；當(dāng)人勻速前進(jìn)時(shí)，船勻速后退；當(dāng)人減速前進(jìn)時(shí)，船減速后退；當(dāng)人速度為零時(shí)，船速度也為零【解析】設(shè)某時(shí)刻人對(duì)地的速率為v1，船對(duì)地的速率為v2，根據(jù)動(dòng)量守恒得mv1Mv20因?yàn)樵谌藦拇^走到船尾的整個(gè)過(guò)程中時(shí)刻滿(mǎn)足動(dòng)量守恒，結(jié)合式分析可得，mx1Mx20式為人對(duì)地的位移和船對(duì)地的位移關(guān)系由圖還可看出：x1x2L聯(lián)立兩式得【答案】LL 如圖所示，氣球下面有一根長(zhǎng)繩，一個(gè)質(zhì)量為m150 kg的人抓在氣球下方，氣球和長(zhǎng)繩的總質(zhì)量為m220 kg，長(zhǎng)繩的下端剛好和水平面接觸，當(dāng)靜止時(shí)人離地面的高度為h5 m如果這個(gè)人開(kāi)始沿繩向下滑，當(dāng)他滑到繩下端時(shí)，他離地面高度是(可以把人看做質(zhì)點(diǎn))()A5 m B3.6 mC2.6 m D8 m【解析】當(dāng)人滑到繩下端時(shí)，如圖所示，由動(dòng)量守恒定律，得m1m2，且h1h2h.解得h11.4 m；所以他離地高度Hhh13.6 m，故選項(xiàng)B正確【答案】B “人船模型”問(wèn)題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)(1)適用條件系統(tǒng)由兩個(gè)物體組成且相互作用前靜止，系統(tǒng)總動(dòng)量為零；在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中至少有一個(gè)方向的動(dòng)量守恒(如水平方向或豎直方向)(2)畫(huà)草圖解題時(shí)要畫(huà)出各物體的位移關(guān)系草圖，找出各長(zhǎng)度間的關(guān)系，注意兩物體的位移是相對(duì)同一參考系的位移如圖所示，AB為一光滑水平橫桿，桿上套一質(zhì)量為M的圓環(huán)，環(huán)上系一長(zhǎng)為L(zhǎng)質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩，細(xì)繩的另一端拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球現(xiàn)將細(xì)繩拉直，且與AB平行，由靜止釋放小球，則(1)當(dāng)細(xì)繩與AB成角時(shí)，圓環(huán)移動(dòng)的距離是多少？(2)若在橫桿上立一擋板，與環(huán)的初位置相距多遠(yuǎn)時(shí)才能使圓環(huán)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不致與擋板相碰？解析：(1)設(shè)小球的水平位移大小為s1，圓環(huán)的水平位移大小為s2，則有ms1Ms20s1s2LLcos解得s2(2)設(shè)小球向左的最大水平位移大小為s1，圓環(huán)的最大水平位移為s2當(dāng)