09 第1章 动量守恒定律的应用——“人船”模型（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高二物理选择性必修第一册（人教版）

该高中物理课件聚焦动量守恒定律的“人船模型”应用，从基础定律导入，通过模型条件、分析及结论构建学习支架，衔接气球和人、物块和劈等拓展情境，帮助学生建立知识脉络。 其亮点在于以科学思维中的模型建构和科学推理为核心，用微元法推导位移关系，结合小车木块典例解析，深化运动和相互作用观念。助力学生掌握模型迁移能力，为教师提供系统教学资源，提升教学效率。

第一章 动量守恒定律 第1讲　描述运动的基本概念 09 动量守恒定律的应用——“人船”模型 物理模型 第1讲　描述运动的基本概念 1.模型条件 两个物体组成的系统原来处于静止状态,在系统中物体发生相对运动的过程中,动量守恒或某一个方向 动量守恒,有m1 -m2 =0,我们称之为“人船模型”。 2.模型分析 (1)情境:如图所示,长为L、质量为m船的小船停在静水中,质量为m人的人(视为质点)由静止开始从船的一 端走到船的另一端,不计水的阻力。 第1讲　描述运动的基本概念 (2)分析: 3.模型结论 (1)人走船行,人停船停;人快船快,人慢船慢。 (2)人、船的位移大小与人的运动时间和运动状态无关。 (3)人、船的位移(在满足系统动量守恒的方向上的位移)大小与质量成反比。 (4)人与船的位移大小之比、平均速度大小(或瞬时速度大小)之比等于它们质量的反比,即 = = 。 第1讲　描述运动的基本概念 4.模型拓展 (1)气球和人 载人气球原来静止在空中,离地高度为h,人的质量为m,气球的质量为M(不含人的质量)。若气球下悬吊 一轻绳,人沿轻绳返回地面,取人和气球为一个系统,系统初始静止且同时开始运动,人到达地面时,人对 地的位移大小为h,设气球对地的位移大小为L,则根据“人船模型”有ML=mh,解得L= h,则轻绳的长 度至少为L+h= 。 第1讲　描述运动的基本概念 (2)物块和劈 一个质量为M、底面边长为b的劈静止在光滑的水平面上,一质量为m的物块(视为质点)由劈顶部无初 速度滑至底部时,劈和物块组成的系统在水平方向上不受外力,水平方向动量守恒,且初始时两物体均 静止,根据“人船模型”有mx1=Mx2,其中x1、x2分别是物块和劈在水平方向上对地的位移大小,且有x1+x2 =b,则劈移动的距离为x2= b。   第1讲　描述运动的基本概念 (3)圆环和滑块 质量为M、半径为R的光滑圆环静止在光滑水平面上,有一质量为m的小滑块从圆环内侧与圆心O等高 处开始沿圆环无初速度下滑到圆环内侧最低点,由于水平面光滑,滑块和圆环组成的系统在水平方向上 动量守恒。设圆环的位移大小为x,则小滑块在水平方向上对地的位移大小为R-x,根据“人船模型”有 Mx=m(R-x),故此过程中圆环发生的位移大小为x= R。   第1讲　描述运动的基本概念 (4)摆球和小车 一质量为M的小车静止在光滑水平面上,车上端用轻绳固定一质量为m的小球,轻绳长为L且不可伸长, 将小球向右拉至轻绳水平后,从静止释放。根据“人船模型”有mx=Md,d+x=2L,解得小车向右移动的 最大距离为d= 。 第1讲　描述运动的基本概念 勘破疑难 人船模型可用微元法分析: 人和船水平方向的速度一直在变化,取极短时间微元Δt,设人和船在该段时间内的速度大小分别是v人和 v船,由系统动量守恒,有0=m人v人-m船v船 则0=m人v人Δt-m船v船Δt 在人由船的一端走到另一端的过程,将微元累加求和,有0=∑m人v人Δt-∑m船v船Δt 即0=m人x人-m船x船 m人x人=m船x船 且x人+x船=L,可得 x人= L 第1讲　描述运动的基本概念 x船= L 关键提醒 应用 = = 时要注意:v1、v2和x1、x2一般都是相对地面而言的。 名师总结 “人船模型”是动量守恒定律的具体应用,建立了动量守恒定律的“位移形式方程”,体现了一种替代 思想。 第1讲　描述运动的基本概念 类比拓展 以下情境也属于典型的人船模型(均由静止释放,地面或杆均光滑)。               第1讲　描述运动的基本概念 画图 由静止释放小球和小车后,其运动情况示意图如下所示。 第1讲　描述运动的基本概念 典例    (多选)小车静置于光滑的水平面上①,小车的A端固定一根轻质弹簧,B端粘有橡皮泥(质量不计), 小车的质量为M,质量为m的木块C放在小车上,用轻绳连接于小车的A端并使弹簧压缩。开始时小车与 C都处于静止状态②,此时C与小车B端间的距离为L,如图所示。现突然烧断轻绳,弹簧被释放,木块C离开 弹簧向B端冲去,并跟B端通过橡皮泥粘在一起③,不计橡皮泥的体积,以下说法中正确的是 (　     ) A.如果小车内表面光滑,整个系统任何时刻机械能都守恒 B.当木块对地运动速度大小为v时,小车对地运动速度大小为 v C.小车向左运动的最大位移为  D.小车向左运动的最大位移为 L BC 第1讲　描述运动的基本概念 模型构建     解析　在整个过程中,小车与木块C组成的系统动量守恒,在木块C与小车的B端粘接过程有机械能损 失,故A错误;对小车与木块C这一系统,有Mv车-mv=0,可得v车= v,故B正确;设小车对地的最大位移为x车, 木块C对地的最大位移为xC,可得M -m =0,且x车+xC=L,解得小车向左运动的最大位移x车= ,故C 正确,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 信息解读 ①小车与木块C组成的系统所受合外力为零。 ②小车与木块C的总动量为零。 ③此过程的碰撞属于完全非弹性碰撞,有机械能损失。 画图 画出小车车厢和木块C运动过程的示意图,分析可得x车+xC=L。   第1讲　描述运动的基本概念 $