2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題系列之熱點(diǎn)專題突破 專題34 動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用之子彈打木塊問題(滑塊類問題)學(xué)案.doc
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突破34 動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用之子彈打木塊問題(滑塊類問題) 子彈射擊木塊的兩種典型情況 1.木塊放置在光滑的水平面上 運(yùn)動(dòng)性質(zhì):子彈對地在滑動(dòng)摩擦力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng);木塊在滑動(dòng)摩擦力作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)。 處理方法:把子彈和木塊看成一個(gè)系統(tǒng),①系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒;②系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒;③對木塊和子彈分別利用動(dòng)能定理。 2.木塊固定在水平面上 運(yùn)動(dòng)性質(zhì):子彈對地在滑動(dòng)摩擦力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng);木塊靜止不動(dòng)。 處理方法:對子彈應(yīng)用動(dòng)能定理或牛頓第二定律。 兩種類型的共同點(diǎn): (1)系統(tǒng)內(nèi)相互作用的兩物體間的一對滑動(dòng)摩擦力做功的總和恒為負(fù)值(因?yàn)橛幸徊糠謾C(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能); (2)摩擦生熱的條件:必須存在滑動(dòng)摩擦力和相對滑行的路程,大小為Q=fs,其中f是滑動(dòng)摩擦力的大小,s是兩個(gè)物體的相對路程(在一段時(shí)間內(nèi)“子彈”射入“木塊”的深度,就是這段時(shí)間內(nèi)兩者的相對路程,所以說是一個(gè)相對運(yùn)動(dòng)問題)。 【典例】如圖所示,在光滑水平面上有一輛質(zhì)量M=8 kg的平板小車,車上有一個(gè)質(zhì)量m=1.9 kg的木塊,木塊距小車左端6 m(木塊可視為質(zhì)點(diǎn)),車與木塊一起以v=1 m/s的速度水平向右勻速行駛.一顆質(zhì)量m0=0.1 kg的子彈以v0=179 m/s的初速度水平向左飛,瞬間擊中木塊并留在其中.如果木塊剛好不從車上掉下,求木塊與平板小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ(g=10 m/s2). 【答案】:0.54 Q=μ(m+m0)gs=(m+m0)v+Mv2-(m+m0+M)v ③ 聯(lián)立①②③并代入數(shù)據(jù)解得μ=0.54. 總結(jié)提升 對于滑塊類問題,往往通過系統(tǒng)內(nèi)摩擦力的相互作用而改變系統(tǒng)內(nèi)的物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),既可由兩大定理和牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析單個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),又可由守恒定律分析動(dòng)量的傳遞、能量的轉(zhuǎn)化,在能量轉(zhuǎn)化方面往往用到ΔE內(nèi)=ΔE機(jī)=F滑x相。 【跟蹤短訓(xùn)】 1.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的子彈水平射入質(zhì)量為M、放在光滑水平地面上靜止的木塊,子彈未穿透木塊,則從子彈接觸木塊到隨木塊一起勻速運(yùn)動(dòng)的過程中木塊動(dòng)能增加了5 J,那么此過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能可能為( ) A.16 J B.11.2 J C.4.8 J D.3.4 J 【答案】AB. 【解析】 法二:本題也可用圖象法,畫出子彈和木塊的v-t圖象如圖所示, 根據(jù)v-t圖象與坐標(biāo)軸所圍面積表示位移,ΔOAt的面積表示木塊的位移s,ΔOAv0的面積表示子彈相對木塊的位移d,系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能Q=fd,木塊得到的動(dòng)能Ek1=fs,從圖象中很明顯可以看出d>s,故系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能大于木塊得到的動(dòng)能. 2. 如圖所示。質(zhì)量M=2 kg的足夠長的小平板車靜止在光滑水平面上,車的一端靜止著質(zhì)量為MA=2 kg的物體A(可視為質(zhì)點(diǎn))。一個(gè)質(zhì)量為m=20 g的子彈以500 m/s的水平速度射穿A后,速度變?yōu)?00 m/s,最后物體A靜止在車上。若物體A與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5(g取10 m/s2)。 (1)平板車最后的速度是多大? (2)全過程損失的機(jī)械能為多少? (3)A在平板車上滑行的時(shí)間為多少? 【答案】 (1)2m/s (2)2392J (3)0.4s。 3. 一質(zhì)量為M、長為l的長方形木板B放在光滑的水平地面上,在其右端放一質(zhì)量為m的小木塊A,m- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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