解析:本题考查动量守恒定律以及动量的相对性,解答时分清作用前后各物体的动量,然后应用动量守恒定律即可.同时还应注意此类题的解题步骤.
①此题第一步解题中,应该把人对船的速度变为人对地的速度,即各物体的运动应对同一参考系.
②第二步解题中,人走船也走,人停船也停,因此整个过程系统动量变化为零,人在船上不管做什么运动,只要是从船的一头走到另一头,船后退的距离一定相同.
③人船模型可以推广到“人车模型”和“子弹打木块模型”,它们的解法类似.
(1)人和船组成系统,水平方向动量守恒,由于人对地速度为v-u,则由动量守恒定律知
(m+M)v0=Mv+m(v-u)
所以,方向与v0方向相同.
(2)开始时人船都停止,总动量为零,设人在船上走一段较短时间Δt时,人和船都看作是匀速运动,推广到整个过程时,人的平均速度为,船的平均速度为,如图,设船后退s,则人的位移为L-s,由动量守恒定律
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,
故.
答案:(1),方向与v0方向相同
(2)