2017-2018學年同步備課套餐之物理滬科版選修3-5講義：模塊要點回眸——第6點

1、學必求其心得，業(yè)必貴于專精第6點透析反沖運動的模型“人船模型如果系統(tǒng)由兩個物體組成，且相互作用前均靜止，相互作用后均發(fā)生運動,如圖1所示，則由m11m22得m1s1m2s2.該式的適用條件是：（1)系統(tǒng)的總動量守恒或某一方向上的動量守恒（2）構(gòu)成系統(tǒng)的兩物體原來靜止，因相互作用而反向運動（3)s1、s2均為沿動量方向相對于同一參考系的位移圖1對點例題圖2如圖2所示，質(zhì)量m60 kg的人，站在質(zhì)量m300 kg的車的一端，車長l3 m,相對于地面靜止當車與地面間的摩擦可以忽略不計時，人由車的一端走到另一端的過程中，車將（)a后退0。5 m b后退0。6 mc后退0。75 m d一直勻速后退答案a

2、解題指導人、車組成的系統(tǒng)動量守恒，則mv1mv2，所以ms1ms2,又有s1s2l，解得s20.5 m.方法點評人船模型是典型的反沖實例,從瞬時速度關(guān)系過渡到平均速度關(guān)系,再轉(zhuǎn)化為位移關(guān)系，是解決本題的關(guān)鍵所在1.圖3一個質(zhì)量為m、底邊長為b的三角形斜劈靜止于光滑的水平桌面上，如圖3所示有一質(zhì)量為m的小球由斜面頂部無初速度地滑到底部時，斜劈移動的距離為多少?答案解析斜劈和小球組成的系統(tǒng)在整個運動過程中都不受水平方向的外力，所以系統(tǒng)在水平方向上動量守恒斜劈和小球在整個過程中發(fā)生的水平位移如圖所示，由圖知斜劈的位移為s，小球的水平位移為bs，由m1s1m2s2,得msm(bs），所以s.2一個連同

3、設備總質(zhì)量為m100 kg的宇航員，在距離飛船x45 m處與飛船處于相對靜止狀態(tài)，宇航員背著裝有質(zhì)量為m00.5 kg氧氣的貯氣筒筒上裝有可以使氧氣以v50 m/s的速度噴出的噴嘴,宇航員必須向著返回飛船的相反方向放出氧氣，才能回到飛船,同時又必須保留一部分氧氣供途中呼吸用，宇航員的耗氧率為q2.5104 kg/s，不考慮噴出氧氣對設備及宇航員總質(zhì)量的影響，則:(1)瞬時噴出多少氧氣，宇航員才能安全返回飛船?（2）為了使總耗氧量最低，應一次噴出多少氧氣?返回時間又是多少？答案（1）0.05 kgm0.45 kg(2)0。15 kg600 s解析(1)由題述可知所求的噴出氧氣的質(zhì)量m應有一個范圍

4、，若m太小，宇航員獲得的速度也小，雖貯氣筒中剩余的氧氣較多，但由于返回飛船所用的時間太長，將無法滿足他途中呼吸所用，若m太大，宇航員獲得的速度雖然大了，而筒中氧氣太少，也無法滿足其呼吸作用，所以m對應的最小和最大兩個臨界值都應是氧氣恰好用完的情況，設瞬間噴氣m kg時，宇航員恰能安全返回，根據(jù)動量守恒定律可得：mvmv1宇航員勻速返回的時間為t貯氣筒中氧氣的總質(zhì)量：m0mqt代入數(shù)據(jù)可得0.05 kgm0。45 kg(2)當總耗氧量最低時,宇航員安全返回，共消耗氧氣m,則mmqt由可得mmm當m,即m0.15 kg時，m有極小值,故總耗氧量最低時,應一次噴出m0.15 kg的氧氣將m0.15 kg代入兩式可解得返回時間：t600 s.攀上山峰，見識險峰，你的人生中，也許你就