子弹打木块模型归类复习
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约2750字。
子弹打木块模型归类复习
赤峰市田家炳中学朱延飞(教学副校长高级教师)
赤峰市田家炳中学漆波(答案整理)
例题原型:
质量为m子弹,以速度V0射向静止在光滑水平桌面上的木块,木块的质量为M。已知子弹在木块中运动所受阻力恒为f,求木块至少为多长,子弹刚好不能射出木块。
实物模型:
方法模型一:
解:子弹与木块组成的系统动量守恒,设共同运动的速度为v,由动量守恒定律得
mv0=(M+m)v ①
设子弹相对桌面位移为S1,对子弹由动能定理得:-fS1=mv2/2-mv02/2 ②
设木块相对桌面位移为S1,对木块由动能定理得:fS1=Mv2/2-0 ③
设木块长度为d,则S2=S1+d ④
由以上各式解得:d=Mmv02/2f(M+m)
方法模型二:
解:子弹与木块组成的系统动量守恒,设共同运动的速度为v,由动量守恒定律得
mv0=(M+m)v ①
对子弹与木块组成的系统由能量守恒定律得:mv02/2=(M+m)v2/2+fd ②
由以上各式解得:d=Mmv02/2f(M+m)
方法模型三:
了解子弹打木块模型v-t图的物理意义。
1、木块的厚度
2、子弹木块质量比
3、作用阻力
4、小车动能
变形一:改变条件
例一:如图木块与水平桌面间的接触是光滑的,子弹沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧作为一个系统,则此系统开始射入木块到压缩至最短的整个过程中,
A、动量守恒,机械能不守恒
B、动量不守恒,机械能不守恒
C、动量守恒,机械能不守恒
D、动量不守恒,机械能守恒
答案:B(存在外力,故动量不守恒,子弹打木块阻力做功,故机械能不守恒)
变形一:改变条件
例二:如图厚度为d木块与水平桌面间的接触是光滑的,当木块固定时子弹刚好不能射出,求木块不固定时子弹射入木块的深度。已知子弹、木块的质量分别为m、M。
解:设子弹初速为v0,由动能定理得:
当木块固定时有-fd=0-mv02/2
当木块不固定时,设子弹与木块共同运动速度为v,由动量守恒定律得:mv0=(M+m)v
由能量守恒定律得:mv02/2=(M+m)v2/2+fd’
解得射入木块的厚度为:d’=Md/(M+m)
变形一:改变条件
例三:质量为M=2Kg的木板固定在光滑水平地面上,m=0.04Kg的子弹以速度v1=500m/s射入,射出速度为v2=300m/s。如果木块不固定,子弹射入后木块的速度多大?
解:当木块固定时摩擦力做的功为
Wf=mv12/2-mv22/2
当木块不固定时,设子弹刚好不能射出木块,由动量守恒定律得:
mv0=(M+m)v
由能量守恒定律得:
mv02/2=(M+m)v2/2+Wf
解得子弹射入木块的速度为:v0=400m/s
v1>v0,故子弹能射出木块,则
mv1=MV+mv
mv12/2=mv2/2+MV2/2+Wf
解得v=298.5m/s
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