動(dòng)量守恒之滑塊子彈打木塊模型(20201209234312).docx

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1、動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用1子彈打木塊模型模型：質(zhì)量為M長(zhǎng)為I的木塊靜止在光滑水平面上，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的子彈以水平初速V。射入木塊，穿出時(shí)子彈速度為v,求子彈與木塊作用過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能。解：如圖，設(shè)子彈穿過(guò)木塊時(shí)所受阻力為f,突出時(shí)木塊速度為V,位移為S,則子彈位移為(S+I)。水平方向不受外力，由動(dòng)量守恒定律得：mvo=mv+MV①由動(dòng)能定理，對(duì)子彈心1)=心2昴％對(duì)木塊fs=-MV202由①式得冬辭“0v)代入③式有fs=2M?5②+④得fL—v2~mv2<=mv2川[一(V。v)]2}I*—s_4(VoV)2④222M結(jié)論：系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能，且等于摩擦

2、力與兩物體相對(duì)位移的乘積。即Q=AE系統(tǒng)=fS相問題：①若要子彈剛好能(或剛好不能)穿出木塊，試討論需滿足什么條件?②作出作用過(guò)程屮二者的速度?時(shí)間圖像，你會(huì)有什么規(guī)律發(fā)現(xiàn)？例題：一木塊置于光滑水平地面上，一子彈以初速V。射入靜止的木塊，子彈的質(zhì)量為打入木塊的深度為d,木塊向前移動(dòng)S后以速度v與子彈一起勻速運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量為a1,2、m(vov)vdm(vov)A?匚m^v2vov)B.mvo(vov)C.D.vd2v，2sS滑塊、子彈打木塊模型練習(xí)1在光滑水平面上并排放兩個(gè)相同的木板，長(zhǎng)度均為L(zhǎng)=1.00m,一質(zhì)量與木板相同的金屬塊，...2以Vo=2.OOm/

3、s的初速度向右滑上木板A,金屬塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)為卩=0.1,g取10m/so求兩木板的最后速度。，IAIB…二2.如圖示，一質(zhì)量為M長(zhǎng)為I的長(zhǎng)方形木塊B放在光滑水平面上，在其右端放一質(zhì)量為m的小木塊A,m

4、長(zhǎng)木板C兩端相向水平地滑上長(zhǎng)木板。如圖示。設(shè)物塊A、B與長(zhǎng)木板C間的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩，A、B、C三者質(zhì)量相等。⑴若A、B兩物塊不發(fā)生碰撞，則由開始滑上C到AB都靜止在C上為止，B通過(guò)的總路程多大？經(jīng)歷的時(shí)間多長(zhǎng)？ri—>_c⑵為使A、B兩物塊不發(fā)生碰撞，長(zhǎng)木板C至少多長(zhǎng)?g=10m/s2o求：要使物塊A最終不脫4?在光滑水平面上靜止放置一長(zhǎng)木板B,B的質(zhì)量為M=2kg同，B右端距豎直墻5m現(xiàn)有一小物塊A,質(zhì)量為m=1kg,以vo=6m/s的速度從B左端水平地滑上B。如圖所示。A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為尸0.4,B與墻壁碰撞時(shí)間極短，且碰撞時(shí)無(wú)能量損失。取離B木板，木板B的最短長(zhǎng)度是多少

5、？5.如圖所示，在光滑水平面上有一輛質(zhì)量為M=4.00kg的平板小車，車上放一質(zhì)量為m=1.96kg的木塊，木塊到平板小車左端的距離L=1.5m,車與木塊一起以v=0.4m/s的速度向右行駛，一顆質(zhì)量為m=0.04kg的子彈以速度vo從右方射入木塊并留在木塊內(nèi),已知子彈與木塊作用時(shí)間很短，2木塊與小車平板間動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.2,取g=10m/s。問：若要讓木塊不從小車上滑出，子彈初速度應(yīng)滿足什么條件?h」T肓才v6.一質(zhì)量為m兩端有擋板的小車靜止在光滑水平面上，兩擋板間距離為1.1m,在小車正屮放一質(zhì)量為m長(zhǎng)度為0.1m的物塊，物塊與小車間動(dòng)摩擦因數(shù)卩=0.15。如圖示?，F(xiàn)給物

6、塊一個(gè)水平向右的瞬時(shí)沖量，使物塊獲得Vo=6m/s的水平初速度。物塊與擋板碰撞時(shí)間極短且無(wú)能量損失。求:⑴小車獲得的最終速度；⑵物塊相對(duì)小車滑行的路程;⑶物塊與兩擋板最多碰撞了多少次;⑷物塊最終停在小車上的位置。mvomwmvo卿丫陋A22qUJ(M22y1m/s或1m/s1.金屬塊在板上滑動(dòng)過(guò)程屮，統(tǒng)動(dòng)量守恒。聯(lián)立解得：voo(舍)或vofm/s二終停在AL寺喻蘇s121zmvo、m)v2C:QT；-m)VVi1/m/巒那儒終停在什么位置要進(jìn)行判斷。V26Sv,相好位￥朗，則有假設(shè)金屬塊最mvoomv12m9x-mvo23mV2解得:x3mL,因此假定不合理，金屬塊一定會(huì)滑

7、上3Bo設(shè)x為金屬塊相對(duì)B的位移，VkV2表示A、B最后的速度,v。'為金屬塊離開A滑上B瞬間的速度。有：在mvomvo2mvimgLgmvo扌mvo2丄2mvi22全過(guò)程mvomvi2mv2金屬塊與Bo可分開列式，也可采用子過(guò)程t全過(guò)程列式，實(shí)際上是整體t部分隔離法的一種變化。2.(DA恰未滑離B板，貝UA達(dá)B最左端時(shí)具有相同速度V,有MVo?mvo=(M+m)v/?v-一v°MmM>m,???v>o,即與B板原速同向?！锝庵?，整個(gè)物理過(guò)程可分為金屬塊分別在A、B上滑動(dòng)兩個(gè)子過(guò)程，對(duì)應(yīng)的子