解题思路:人离开托盘后做竖直上抛运动,由于整个系统运动的对称性,人起跳后至再次落回砝码托盘时位移的大小是0 经历的时间是上升时间的2倍;
系统运动的全过程中,满足平均动量守恒,可以使用人船模型的公式进行解答.
整个模型在该状态时处于平衡状态,说明系统受到的合外力为0.因此系统在竖直方向满足总动量守恒.
由于左右质量相等.人落回盘中时仍在原位置.两者的运动完全对称.
人起跳后至再次落回砝码托盘经历的时间为:
t=2
v0
g=2s…①
人相对地起跳的最大高度:H=
v20
2g=5m…②
系统运动的全过程中,满足平均动量守恒,由人船模型可得:mH-3mh=0…③
人起跳后相对于盘的最大高度为H+h=[20/3]m…④
答:人起跳后至再次落回砝码托盘经历的时间是2s,人起跳后相对于盘的最大高度是[20/3]h.
点评:
本题考点: 动量守恒定律.
考点点评: 该题中,系统的平均动量守恒,使用人船模型的方法解题相对比较简单.若使用牛顿第二定律解题,涉及的过程复杂,受力分析比较繁琐,解题难度大.