《广东高考物理第一轮复习子弹打木块专题(含滑块)课件(上课用)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《广东高考物理第一轮复习子弹打木块专题(含滑块)课件(上课用)（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考复习课高考复习课课题的提出“子弹打木块”是高考中非常 普遍的一类题型，此类问题的实 质在于考核大家如何运用动量和 能量观点去研究动力学问题。任务 通过问题研究，掌握解 决此类问题的基本思路和方 法 ！1动力学规律 由于组成系统的两物体受到 大小相同、方向相反的一对恒力 ，故两物体的加速度大小与质量 成反比，方向相反。 2运动学规律 “子弹”穿过“木块”可看 作为两个做匀速直线运动的 物体间的追及问题，或说是 一个相对运动问题。在一段 时间内“子弹”射入“木块 ”的深度，就是这段时间内 两者相对位移的大小。 2运动学规律 ABCt0 两者间的 相对位移木块长度3动量与能量规律 由于系统不受外
2、力作用，故而遵从动量守恒定律。 由于相互作用力做功，故系统或每个物体动能均 发生变化：力对“子弹”做的功量度“子弹”动 能的变化；力对“木块”做的功量度“木块”动 能的变化，子弹克服摩擦力做功，减少的动能分 为两部分，一部分动能的形式不变，通过摩擦力 做功转移给了木块，另一部分动能的形式变化， 通过摩擦力做功，转变为系统的内能.摩擦力对 系统做功等于摩擦力的大小与两物体相对位移大 小的乘积来计算。 力对“子弹”做的功等于“子弹”动能的变化量：力对“木块”做的功等于“木块”动能变化量： 一对力的功等于系统动能变化量： 质量为M的木块静止在光滑水 平面上， 有一质量为m的子弹以水平速度v0 射入并
3、留在其中，若子弹受到的阻力恒为f， 问： 1.子弹在木块中前进的距离L为多大？ 2.木块至少多长子弹才不会穿出? 3.子弹在木块中运动了多长时间?题目研究题目研究v0VS2S1L解： 1、 由几何关系： S1 S2= L 分别选m 、 M为研究对象， 由动能定理得:以m和 M组成的系统为研究对象， 选向右为正方向，由动量守恒定律 得： mv0 =（M + m）V. 对子弹 -f S1= mV 2 - mv02. f S2 = M V 2 答案： 2f(M + m)Mmv02f L = mv02 （mM）V 2又由以上两式得ff对木块=Q能量守恒定律2、木块长度大于或等于()2 02vmMfMm
4、 +3、以子弹为研究对象,由牛顿运动定律 和运动学公式可得:2、动能定理的内容：1、动量守恒定律表达式：mv0=(m+M)vW合= EK= mvt2 - mv02 表达式：我是一种能我是另一种能W哈！我是功3、功是能转化的量度合外力所做的功等于物体动能的变化。(摸清能量转化或转移的去向特别重要!)解：以木块为研究对象有: 对木块用动能定理：以系统为研究对象:：再结合动量守恒:可解出: 变化1若原题型中子弹在木块中刚好 “停下”时,木块运动 距离为S,子弹射入木块的深度为d,则d S(填、=、运用动量和能量规律分析子弹打木块类问题时，灵 活运用关系式Qfs相对可使解答过程大大简化。 s2ds1
5、v0 分析:设木块不固定时,子弹穿透后木块的速度为V,由动量守恒得MVvmmv+=30 0再由功能关系得:2202 021) 3( 2121MVvmmvLf-= 当木块固定时,由动能定理得:2 02 2121mvmvLf-=- 由以上三式得: Mmvv41 30+= 拓展1 、光滑水平面上静置厚度不同的木块A与B，质量 均为M。质量为m的子弹具有这样的水平速度：它击中 可自由滑动的木块A后，正好能射穿它。现A固定，子弹 以上述速度穿过A后，恰好还能射穿可自由滑动的B，两 木块与子弹的作用力相同。求两木块厚度之比。v0 AVv0 ABVB解：设A木块厚度为a ，B木块厚度为b 射穿自由滑动的A后
6、速度为V mv0=(m+M)V f a= 1/2mv02 - 1/2 (m+M)V2 = 1/2mv02 M/ (m+M) 子弹射穿固定的A后速度为v1，射穿B后速度为VB 1/2 mv12 = 1/2 mv02 - f a = 1/2 (m+M)V2 mv1=(m+M)VB f b= 1/2 mv12 - 1/2 (m+M)VB2 = 1/2 mv12 M / (m+M) a/b= v02/v12 =(M+m) / m 拓展2 、如图，在光滑水平桌面上静置一质量为 M=980克的长方形匀质木块，现有一颗质量为 m=20 克的子弹以v0 = 300m/s 的水平速度沿其轴线射向木块 ，结果子弹
7、留在木块中没有射出，和木块一起以共同 的速度运动。已知木块沿子弹运动方向的长度为 L=10cm，子弹打进木块的深度为d=6cm，设木块对子 弹的阻力保持不变。 （1）求子弹和木块的共同的速度以及它们在此过程中 所增加的内能。 （2）若子弹是以V0 = 400m/s的水平速度从同一方向射 向该木块的，则它能否射穿该木块？ （3）若能射穿木块，求子弹和木块的最终速度是多少 ？v0v0V解：（ 1）由动量守恒定律 mv0 =(M+m)V V=6m/s系统增加的内能等于系统减少的动能 Q = fd=1/2mv02 -1/2 (M+m)V2 =900-1/236=882J（ 2）设以400m/s射入时，
8、仍不能打穿，射入深度为d 由动量守恒定律 mV0 = (M+m)V V =8m/sQ = fd =1/2mv02 -1/2 (M+m)V2 =1600-1/264=1568Jd/ d = 1568/882=16/9 d =16/96=10.7cm L 所以能穿出木块题目下页v1v2（3）设射穿后，最终子弹和木块的速度分别为v1和v2,系统产生的内能为 f L=10/6fd=5/3882=1470 J 由动量守恒定律 mV0 =mv1+Mv2由能量守恒定律 fL= 1/2mV0 2 - 1/2 Mv12 - 1/2 mv22代入数字化简得 v1+49v2 =400 v12 +49v22 =130
9、00消去v1得 v22 -16 v2 +60=0 解得 v1=106 m/sv2=6 m/s拓展3 、质量为2m、长为L的木块置于光滑的水平面 上，质量为m的子弹以初速度v0水平向右射穿木块后速 度为v0 /2。设木块对子弹的阻力F 恒定。求： （1）子弹穿过木块的过程中木块的位移（2）若木块 固定在传送带上，使木块随传送带始终以恒定速度 u 5/8 v 02 即当(v 0-u)2 5/8 v 02 方程无解 ，表明子弹不能穿出木块 。 即拓展4 、如图示，M为悬挂在竖直平面内某一点O的木 质小球，（可以看作质点）悬线长为L，质量为m 的子 弹以水平初速v0射入球中而未穿出，要使子弹射入小球
10、后，小球能在竖直平面内运动，悬线始终不发生松弛， 求子弹的初速度v0的大小应满足的条件（不计空气阻力 ）Mmv0O解：若小球能在竖直平面内作圆周运动，到最高点的速度为V m1V2 / L m1 g 式中m1 =(M+m)由机械能守恒定律 1/2m1V2+m1g2L= 1/2m1V12由动量守恒定律 m v0 = (M+m) V1若小球只能在下半个圆周内作摆动 1/2m1V22 =m1gh m1gL1.“子弹打木块”模型的实质是两物体在 一对作用和反作用力作用下的运动，并通过 做功实现不同形式能量之间的转化因此， 可以从物理模型和能量转换及动量转换这几 个方面来拓宽“子弹打木块”的模型小结：2
11、.“子弹打木块”问题可以用上的几条 主要的力学规律：.动力学规律.运动学规律 .动量与能量规律(摸清动量和能 量转化或转移的去向特别重要!)“子弹”放在上面变形1题2、如图：有一质量为m的小物体，以水平速度 v0 滑到静止在光滑水平面上的长木板的左端， 已知长木板的质量为M，其上表面与小物体的动 摩擦因数为，求木块的长度L至少为多大，小 物体才不会离开长木板？小木块在木板上滑行了 多长时间？本题所设置情景看似与题1不同,但本质上就是子弹打木块模型,解题 方法与题1完全相同. 不难得出:L剖析:对系统：再与约束条件联立可解得: 变化1分析:解：(1)设第一次碰墙后，平板车向左最大位移为S，对平板
12、车由动能定理得MgS=0- mv02 .代入数据解得 S=1/3 米1 2拓展1 如图所示，一辆质量m=2千克的平板车左端放有质量M=3千克的小滑 块，滑块与平板车之间的动摩擦因数=0.4。开始时平板车和滑块共同以2米 /秒的速度在光滑水平面上向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极 短、且碰撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反。平板车足够长 ，以至滑块不会滑出平板车右端（取 ）。求：（1）平板车第 一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离。（2）平板车第二次与墙壁碰撞前瞬 间的速度。（3）为使滑块始终不会滑到平板车右端，平板车至少多长？拓展1 如图所示，一辆质量m=2千克的平板车左端放
13、有质量M=3千克的小滑 块，滑块与平板车之间的动摩擦因数。开始时平板车和滑块共同以米/秒的速 度在光滑水平面上向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且碰 撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反。平板车足够长，以至滑 块不会滑出平板车右端（取 ）。求：（1）平板车第一次与墙 壁碰撞后向左运动的最大距离。（2）平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度 。（3）为使滑块始终不会滑到平板车右端，平板车至少多长？如果车在碰墙前一直有相对运动、则从车离开墙向左减速到零和车再向右加速运 动到碰墙两阶段的加速度是相同的、时间及距离也是相等的，可将它类比为一竖 起上抛运动，故在达到墙脚处时的速度应为2m
14、/s。而滑块的速度要至少应是2m/s 。这是违反了系统动量守恒定律和能量守恒定律的；（2）分析: 第二 次碰墙前车和滑块 会达到相同的速度 吗？所以平板车第二次碰墙前必定与已相对静止，具有小于2m/s的共同速度v 。为什么？故Mvomvo=(M+m)v ;代入数据解得v=0.4m/s平板车与墙壁发生多次碰撞 而左右运动的过程中，滑块相 对车总是向右滑动，由于摩擦 力消耗系统机械能，最终车停 在墙边。设滑块相对车滑行总 长度为l，由系统能量守恒得代入数据解得 (3)解析:第一次碰前V0 第二次碰前V1 第三次碰前V2 最终位置拓展1 如图所示，一辆质量m=2千克的平板车左端放有质量M=3千克的小
15、滑 块，滑块与平板车之间的动摩擦因数。开始时平板车和滑块共同以米/秒的速 度在光滑水平面上向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且碰 撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反。平板车足够长，以至滑 块不会滑出平板车右端（取 ）。求：（3）为使滑 块始终不会滑到平板车右端，平板车至少多长？小结：找到了动量和能量转化或 转移的去向也就找到了解 题的方法!拓展2两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间 的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图所 示两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不 计在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B设两 导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd 的初速度V0若两导体棒在运动中始终不接触， 求：（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少？(2）当ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的加速度是多少？（1）从初始至两棒达到速度相同的过程中，两棒总 动量守恒，有 根据能量守恒，整个 过
