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知识点 54:应用三大观点解决子弹与木块碰撞问题
【知识思维方法技巧】
子弹与木块碰撞模型的特点:
(1)模型特点:子弹水平打进木块的过程中,系统的动量守恒,系统的机械能有损失。
(2)两种情景:
①子弹嵌入木块中模型。
两者速度相等时,木块的速度最大,两者的相对位移(子弹射入木块的深度)取得极值,机
械能损失最多(完全非弹性碰撞)。由ΔE =E 可以看出,子弹的质量越小,木块的质量越
k k0
大,动能损失越多.动量守恒:mv =(m+M)v ,能量守恒:Q=F·s=mv 2-(M+m)v2
0 f 0
②子弹穿透木块模型。
穿透过程中系统的动量仍守恒,系统损失的动能为ΔE =F·L(L为木块的长度).
k f
动量守恒:mv =mv +Mv,能量守恒:Q=F·L=mv 2-(Mv2+mv 2)
0 1 2 f 0 2 1
考点一:子弹打木块模型
题型一:子弹打木块模型+直线运动
【典例1基础题】(多选)如图所示,放在光滑水平面上的矩形滑块是由不同材料的上、下
两层粘在一起组成的.质量为m的子弹(可视为质点)以速度v水平射向滑块,若击中上层,
则子弹刚好不穿出;若击中下层,则子弹嵌入其中部.比较这两种情况,以下说法中正确
的是( )
A.滑块对子弹的阻力一样大 B.子弹对滑块做的功一样多
C.滑块受到的冲量一样大 D.系统产生的热量一样多
【典例1基础题对应练习】(多选)如图,在水平地面上放置一质量 的木块,一质量为
的子弹以水平速度 射入木块(子弹与木块相互作用的时间极短),若木块与地面间的动摩擦
因数为μ,则在子弹射入后( )
A.若子弹最终未穿出木块,则木块前进的距离为
B.若子弹能穿出木块,则木块前进的距离小于
C.若子弹最终未穿出木块,则子弹的速度越大,木块前进的距离就越大
1
学科网(北京)股份有限公司D.若子弹能穿出木块,则子弹的速度越大,木块前进的距离就越大
题型二:子弹打木块模型+固定摆动运动
【典例2基础题】如图所示,小物块A通过一不可伸长的轻绳悬挂在天花板下,初始时静
止。从发射器(图中未画出)射出的小物块B沿水平方向与A相撞,碰撞前B的速度大小为
v,碰撞后二者粘在一起,并摆起一个较小角度。已知A和B的质量分别为m 和m ,重力
A B
加速度大小为g,碰撞时间极短且忽略空气阻力。下列选项正确的是( )
A.B与A碰撞过程满足动量守恒、机械能守恒
B.B与A碰撞前后轻绳的拉力大小不变
C.碰撞后AB一起上升的最大高度与轻绳的长度有关
D.碰撞后AB一起上升的最大高度为
题型三:子弹打木块模型+活动摆动运动
【典例3基础题】如图所示,在固定的水平杆上,套有质量为m的光滑圆环,轻绳一端系
在环上,另一端系着质量为M的木块,现有质量为m 的子弹以大小为v的水平速度射入
0 0
木块并留在木块中,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.子弹射入木块后的瞬间,速度大小为
B.子弹射入木块后的瞬间,绳子拉力等于(M+m)g
0
C.子弹射入木块后的瞬间,环对轻杆的压力大于(M+m+m)g
0
D.子弹射入木块之后,圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒
【典例3基础题对应练习】如图,在固定的水平杆上,套有质量为 的光滑圆环,
长为 的轻绳一端拴在环上,另一端系着质量为 的木块,现有质量为
2
学科网(北京)股份有限公司的子弹以大小为 的水平速度射入木块并立刻留在木块中,重力加速度
。
(1)子弹射入木块的瞬间,速度大小为多少?
(2)子弹射入木块的瞬间,环对轻杆的压力大小为多少?
考点二:子弹打木块模型+组合运动模型
题型一:子弹打板块+组合运动模型
【典例1基础题】如图所示,质量为2kg的小平板车B静止在光滑的水平面上,板的一端
静止有一个质量为2kg的物块A。一颗质量为10g的子弹以600m/s的水平速度射穿物体A
后,速度变为100m/s。如果物体和小平板车之间的动摩擦因数为0.05,g=10m/s2,则下
列说法正确的是( )
A.物块A的最大速度是2.5m/s
B.若物块A始终不离开平板车B,则平板车B的最大速度是1.25m/s
C.若物块A始终不离开平板车B,则平板车B的最大速度是1.2m/s
D.为了使A不从平板车上滑出,则平板车至少长3.125m
题型二:子弹打滑块+组合运动模型
【典例2基础题】如图所示,高为h=10m的平台上,放一质量为M=9.9kg的木块,它与
平台边缘的距离为L=1m,今有一质量m=0.1kg的子弹,以水平向右的速度v 射入木块
0
(时间极短),并留在木块中,木块向右滑行并冲出平台,最后落在离平台边缘水平距离 x=
3
学科网(北京)股份有限公司m处,已知木块与平台间的动摩擦因数为μ= ,g=10m/s2。求:
(1)木块离开平台边缘时的速度大小;
(2)子弹射入木块的初速度v 大小;
0
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