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动量守恒的十种模型解读和针对性训练
模型7 子弹打木块模型
模型解读
子弹打木块模型,,一般要用到动量守恒,动量定理,动能定理及动力学等规律,综合性强,能力要
求高,是高中物理中常见的题型之一,也是高考中经常出现的题型,。
两种情景
情景1 子弹嵌入木块中,两者速度相等,类似于完全非弹性碰撞,机械能损失最多。
情景2 子弹穿透木块,从木块中飞出,类似于非完全弹性碰撞,机械能有损失,损失的机
械能等于子弹与木块之间作用力乘以L。
【典例精析】
【典例】. (2024 山西运城3 月质检)如图所示,AOB 是光滑水平轨道,BC 是半径为R 的光滑的
固定圆
弧轨道,两轨道恰好相切。质量为M 的小木块静止在O 点,一个质量为m 的子弹以某一初速度水平向右
射入长为L 木块内,恰好没穿出木块,然后与木块一起继续运动,且恰能到达圆弧轨道的最高点C(木块
和子弹均可以看成质点)。求:
(1)子弹射入木块前的速度;
(2)子弹打入木块过程中产生的热量Q;
(3)若每当小木块返回到O 点或停止在O 点时,立即有相同的子弹射入小木块,并留在其中,则当第9
颗子弹射入小木块后,小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为多少?
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【针对性训练】
1. (2024 江苏镇江质检)一木块静止在光滑水平面上,现有一个水平飞来的子弹射入此木块并深入2cm
后相对于木块静止,同一时间内木块被带动前移了1cm,则子弹损失的动能、木块获得动能之比为( )
A. 3:2
B. 3:1
C. 2:1
D. 2:3
2. (2024 湖南长沙高三适应性考试)如图,质量为
的木块静止放置在光滑水平面上,质量为
的子弹
(可视为质点)以初速度
水平向右射入木块,水平射出木块时速度变为
,已知木块的长为
,设子
弹在木块中的阻力恒为
。则子弹在木块中运动的时间为( )
A.
B.
C.
D.
3. (2024 安徽芜湖重点高中二模) 如图所示,质量均为m 的物块A、B 放在光滑的水平面上,中间用轻弹簧
相连,弹簧处于原长,一颗质量为
的子弹以水平速度
射入木块A 并留在物块中(时间极短),
则下列说法正确的是( )
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A. 子弹射入物块A 的过程中,子弹的动量变化量为
B. 子弹射入物块A 的过程中,物块A 的动能增加量为
C. 在弹簧第一次被压缩到最短的过程中,物块B 的动量大小最大值为
D. 弹簧第一次压缩到最短的过程中,弹簧具有的最大弹性势能为
4. (2024 湖南名校联合体第四次联考)如图所示,足够长木块静止在光滑水平面上,完全相同的子弹A、
B 从两侧以大小相同的速度同时水平射入木块,两子弹射入木块的深度均为L,若保持子弹射入木块前的速
度大小不变,先让A 子弹射入木块,A 与木块相对静止后让B 子弹射入木块,A 射入木块的深度为L1,B 射
入木块的深度为L2,设木块对子弹的阻力大小恒定,A、B 做直线运动且不会相遇,则下列说法正确的是(
)
A. L1>L2
B. L1<L2
C. L1+L2>2L
D. L1+L2=2L
5. (2024 宁夏银川一中第六次月考)如图所示装置中,木块B 与水平桌面间的接触面是光滑的,子弹A 沿
水平方向射入木块后留在木块内,并将弹簧压缩到最短。则从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个
过程中( )
A. 子弹减小的动能等于弹簧增加的弹性势能
B. 弹簧、木块和子弹组成的系统机械能守恒
C. 在压缩弹簧过程中,木块对弹簧的作用力大于弹簧对木块的作用力
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D. 在弹簧压缩到最短的时刻,木块的速度为零,加速度不为零
6. (2024 安徽六安质检)如图所示,水平速度为
、质量为m 的子弹击中并穿过静止放在光滑的水平面
上质量为M 的木块,若木块对子弹的阻力恒定,则下列说法中正确的是( )
A. 其它量保持不变,子弹速度
越大,木块获得的动能越小
B. 其它量保持不变,子弹质量m 越大,木块获得
速度越大
C. 其它量保持不变,子弹质量m 越大,子弹和木块组成
系统产生热量越多
D. 其它量保持不变,木块的质量 M 越大,木块获得的动能越少
7.(2023 四川宜宾重点高中二诊)(12 分)如图所示,一质量为m=10g,速度
=100m/s 的
玩具子弹,射向静止在光滑水平面上质量M=490g 的木块,子弹未射穿木块,并一起滑上倾
角为θ= 37°动摩擦因数μ=0.5 的足够长固定的粗糙斜面,物块滑上斜面底端时不计能量损失。
(重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)子弹击中木块后的速度;
(2)木块在斜面上向上运动的时间和返回斜面底端时速度大小。
8.(2022 北京朝阳区高三下质量检测一)27.如图所示,把一个质量
kg 的小球放在高度
m
的直杆的顶端。一颗质量
kg 的子弹以
m/s 的速度沿水平方向击中小球,并经球心穿过小球,
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小球落地处离杆的水平距离
m。取重力加速度
m/s2,不计空气阻力。求:
(1)小球在空中飞行的时间t;
(2)子弹刚穿出小球瞬间的速度v;
(3)子弹穿过小球过程中系统损失的机械能
。
9.(14 分)(2021 河南天一大联考)图所示,粗糙水平面上停放着两个滑块A 和B,小滑块A 与地面间的动摩
擦因素为μ=0.5,
圆弧滑块B 左端与水平面平滑连接且各接触面均光滑,半径为R=
m。现有一个
质量为m0=0.05kg 的子弹(可视为质点)以速度v0=140m/s 射穿小滑块A 后继续向右运动,并由C 点射入B
后嵌入其中,此后二者以速度v2=10m/s 向右匀速运动。经过一段时间后,小滑块A 冲上滑块B,并恰好
能达到滑块B 的最高点。已知重力加速度g 取10m/s2,mA=0.1kg,mB=0.45kg。求:
(1)子弹穿过小滑块A 的过程中系统损失的机械能;
(2)小滑块A 刚进入
圆弧滑块B 时的速度大小。
10.有两个用一根轻质弹簧相连的木块A、B 静止在光滑水平面上,其质量mA=1 kg、mB=2.95 kg,一
颗质量为m=50 g 的子弹沿水平方向以v0=400 m/s 的速度,在极短时间内射穿A 并留在B 内,射穿A 木块
后子弹的速度变为原来的60%。求:
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(1)子弹刚穿过木块A 时,木块A 的速度vA;
(2)系统运动过程中弹簧的最大弹性势能Ep;
(3)弹簧再次恢复原长时木块A、B 的速度大小。
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