题目内容

12.一个80kg的人站在一艘长24m、质量为400kg的滑冰场的尾部.
(1)如果滑冰船本来是静止的,当人从船尾走到船头时,船在光滑的冰面上滑动多远?
(2)如果船在光滑的冰面上以4.0m/s的速度运动,这时人以相对于船2m/s的速度向船头走去,当人从船尾走到船头时,船在光滑的冰面上滑动多远(提示:尽管船的速度发生了变化,但人相对于船的速度保持2m/s不变)

分析 (1)人与船组成的系统动量守恒,应用动量守恒定律可以求出船滑行的距离.
(2)求出人相对于地面的速度,人与船组成的系统动量守恒,应用动量守恒定律可以求出船滑动的距离.

解答 解:(1)人与船组成的系统动量守恒,以人的速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv-MV=0,
即:m$\frac{L-x}{t}$-M$\frac{x}{t}$=0,
代入数据解得:x=4m;
(2)人与船组成的系统动量守恒,以船的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
(M+m)v0=Mv船+m(v船+2),
代入数据解得:v船=$\frac{11}{3}$m/s,v人=$\frac{17}{3}$m/s,
设船与人的运动时间为t,船的位移为s,
则:s=v船t,L+s=v人t,
解得:s=44m;
答:(1)如果滑冰船本来是静止的,当人从船尾走到船头时,船在光滑的冰面上滑动4m远.
(2)当人从船尾走到船头时,船在光滑的冰面上滑动44m远.

点评 本题考查了动量守恒定律的应用,分析清楚运动过程,应用动量守恒定律与运动学公式可以解题;解题时要注意,各物体的速度应该是相对于同一参考系的速度.

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