解析: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: ,即
因为人由船头走到船尾的过程中,每一时刻都满足动量守恒定律,所以每一时刻人的速度与船的速度之比,都与它们的质量之比成反比。因此人由船头走到船尾的过程中,人的平均速度v与船的平均速度v也与它们的质量成反比,即 ,而人的位移 ,船的位移 ,所以船的位移与人的位移也与它们的质量成反比,即
<1>式是“人船模型”的位移与质量的关系,此式的适用条件:原来处于静止状态的系统,在系统发生相对运动的过程中,某一个方向的动量守恒。由图1可以看出:
由<1><2>