人船模型,怎么推导出最后一步公式的呀?

2022-11-20 13:54 点击:236 编辑:邮轮网

式2:S船/S人=m/M
式3:S船+S人=L
由式2可得S人=S船M/m代入式3
S船+S船M/m=L
S船(1+M/m)=L
S船(m+M)/m=L
S船=m/(M+m)L
“人船模型”对“人船模型”及其典型变形的研究,将直接影响着力学过程的发生,发展和变化,在将直接影响着力学过程的分析思路,通过类比和等效方法,可以使许多动量守恒问题的分析思路和解答步骤变得极为简捷。



扩展资料:
人船模型的应用条件是:两个物体组成的系统(当有多个物体组成系统时,可以先转化为两个物体组成的系统)动量守恒,系统的合动量为零。
以人和船组成的系统为研究对象,在人由船头走到船尾的过程中,系统在水平方向不受外力作用,所以整个系统在水平方向动量守恒。当人起步加速前进时,船同时向后做加速运动;人匀速运动,则船匀速运动;当人停下来时,船也停下来。设某时刻人对地的速度为v,船对地的速度为v”,取人行进的方向为正方向,根据动量守恒定律有:mv-Mv'=0,即v'/v=m/M。

什么是人船模型

“人船模型”,不仅是动量守恒问题中典型的物理模型,也是最重要的力学综合模型之一.对“人船模型”及其典型变形的研究,将直接影响着力学过程的发生,发展和变化,在将直接影响着力学过程的分析思路,通过类比和等效方法,可以使许多动量守恒问题的分析思路和解答步骤变得极为简捷。
条件
模型应用的条件:一个原来处于静止状态的系统,当系统中的物体间发生相对运动的过程中,有一个方向上动量守恒.
应用实例
1、“人船模型” 质量为M的船停在静止的水面上,船长为L,一质量为m的人,由船头走到船尾,若不计水的阻力,则整个过程人和船相对于水面移动的距离?
分析:“人船模型”是由人和船两个物体构成的系统;该系统在人和船相互作用下各自运动,运动过程中该系统所受到的合外力为零;即人和船组成的系统在运动过程中总动量守恒。
解答:设人在运动过程中,人和船相对于水面的速度分别为v和u,则由动量守恒定律得: mv=Mu
由于人在走动过程中任意时刻人和船的速度v和u均满足上述关系,所以运动过程中,人和船平均速度大小 也应满足相似的关系,
即 mv=Mu 而v=x/t,u=y/t,
所以上式可以转化为: mx=My
又有,x+y=L,得:x=L,y=L
以上就是典型的“人船模型”,说明人和船相对于水面的位移只与人和船的质量有关,与运动情况无关。该模型适用的条件:一个原来处于静止状态的系统,且在系统发生相对运动的过程中,至少有一个方向(如水平方向或者竖直方向)动量守恒。

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人船模型,你就记住了:

人走船走
人停船停
人快船快
人慢船慢

动量时时刻刻守恒!!

mv=Mv'
mv(平均速度)=Mv'(平均速度)
mL(对地位移)=Mx(相对位移)

船舶尖头应如何设计

简单的方法就是参考其他的船。
找一条现有的速度性能较好,排水量接近的船做母型船,然后缩放致你需要的船舶大小。如果找不到现成的型线图,你可以上模型网站下船舶模型图纸,从上面量取型值,然后画出型线图。
单纯依靠自己开发出一个阻力最小的艏部形状是比较困难的。
对于一般小型船舶只要保证型线光顺就可以了。长江中的很多运货的船都平底平艏,都照样跑,所以只要艏部只要尖削光顺就阻力就不会太大。
如果你是想造快艇或者经济性特别好的船,那设计就很费劲了。船舶阻力的计算是很困难的,还要模型实验才能确定。如果你想设计这样的船首,那还是算了吧

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