子彈打木塊模型及其應用.pdf

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1、???????????????????????最新資料推薦???????????????????子彈打木塊模型及其應用江蘇省海安縣立發(fā)中學楊本泉遷移能力的培養(yǎng)是物理教學過程中的重要組成部分。在物理習題教學過程中，注重培養(yǎng)學生構建正確的物理模型，掌握基本模型的思維方法并能合理的遷移，可以受到事半功倍的效果。子彈打木塊問題是高中物理主干知識：動量與能量相結合應用的重要模型之一。一、原型一質量為M的木塊放在光滑的水平面上，一質量m的子彈以初速度v水平0飛來打進木塊并留在其中，設相互作用力為f問題1子彈、木塊相對靜止時的速度v由動量守恒得：mmv0=(M+m)vv

2、v0Mm問題2子彈在木塊內(nèi)運動的時間V0由動量定理得：M對木塊ftMv0或對子彈ftmvmv0Mmv0tS2S相f(Mm)s1問題3子彈、木塊發(fā)生的位移以及子圖1彈打進木塊的深度由動能定理得：1212對子彈：fs1mvmv0222Mm(M2m)v0s122f(Mm)12對木塊：fs2Mv21???????????????????????最新資料推薦???????????????????22Mmv0s222f(Mm)打進深度就是相對位移2Mmv0S相＝S1－S2＝2f(Mm)問題4系統(tǒng)損失的機械能、系統(tǒng)增加的內(nèi)能21212Mmv0E損＝mv0(Mm)v222

3、(Mm)由問題3可得：2Mmv0Qf(s1s2)fs相2(Mm)說明：相互作用力與相對位移（或路程）的乘積等于系統(tǒng)機械能的減小，這是一個重要關系，通常都可直接運用。問題5比較S1、S2、S相的大小關系V運用圖象法：子彈做勻減速直線運動木塊做勻加速直線運動子彈由圖可以判定：①不論m、M關系怎樣S相木塊總有S相＞S2S1＞2S2S2t②若m＜M圖2則S相＞2S2S1＞3S2問題6要使子彈不穿出木塊，木塊至少多長？（v0、m、M、f一定）運用能量關系1212fL=mv0(Mm)v222Mmv0L2f(Mm)二、應用例1．木板M放在光滑水平面上，木塊m以初速度V0

4、滑上木板，最終與木板一起運動，兩者間動摩擦因數(shù)為，求：1．木塊與木板相對靜止時的速度；V02．木塊在木板上滑行的時間；m3．在整個過程中系統(tǒng)增加的內(nèi)能；M4．為使木塊不從木板上掉下，木板至少多長？圖32???????????????????????最新資料推薦???????????????????解略：例2．光滑水平面上，木板以V0向右運動，木塊m輕輕放上木板的右端，令木塊不會從木板上掉下來，兩者間動摩擦因數(shù)為，求①從m放上M至相對靜止，m發(fā)生的位移；②系統(tǒng)增加的內(nèi)能；③木板至少多長？④若對長木板施加一水平向右的作用力，使長木板速度保持不變，則相對滑動過程

5、中，系統(tǒng)增加的內(nèi)能以及水平力所做的功為多少？m解析：V0①根據(jù)動量守恒定律得：MMv0(Mm)v⑴圖4Mv0v⑵Mm對木塊使用動能定理：2212Mv0mgs1mv⑶s12⑷22g(Mm)②根據(jù)能的轉化和守恒定律：21212Mmv0QMv0(Mm)v⑸222(Mm)1212③mgLminMv0(Mm)v⑹222Mv0Lmin⑺2f(Mm)④相對滑動過程，木塊做初速度為零的勻加速運動，而木板做勻速運動/v0木塊發(fā)生位移st⑻12/木板發(fā)生位移s2v0t（9）//v0/相對位移s相s2s1ts1（10）212系統(tǒng)增加內(nèi)能Qmgs相mv0（11）22水平力所做的功

6、WEkmQmv0（12）3???????????????????????最新資料推薦???????????????????例3如圖所示，一質量為M，長為L的長方形木板，B放在光滑水平地面上，在其右端放上質量為m的小木塊A，m

7、Mm)v①圖5Mmvv0②Mm1212由能量關系得：mgL(Mm)v0(Mm)v③222Mv0④(Mm)gL12根據(jù)動能定理：mgs0mv0⑤22v0s⑥2g/Mm⑵解①、③、⑤得：sL⑦2M例4如圖所示，質量為M的水平木板靜止在光滑的水平地面上，板在左端放一質量為m的鐵塊，現(xiàn)給鐵塊一個水平向右的瞬時沖量使其以初速度V0開始運動，并與固定在木板另一端的彈簧相碰后返回，恰好又停在木板左端。求：⑴整個過程中系統(tǒng)克服摩擦力做的功。⑵若鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，則鐵塊對木塊相對位移的最大值是多少？⑶系統(tǒng)的最大彈性勢能是多少？解析：m該題表面上看多了一個彈簧，且在

8、與彈簧發(fā)生相互作用時，其相互作用力的變力，但解題關鍵，仍然M是抓住