高三第二轮复习专题复习POWERPOINT课件6子弹打木块(可直接用于上课).ppt

子弹打木块专题 例1 子弹以一定的初速度射入放在光滑水平面上的木块中 并共同运动下列说法中正确的是 a 子弹克服阻力做的功等于木块动能的增加与摩擦生的热的总和b 木块对子弹做功的绝对值等于子弹对木块做的功c 木块对子弹的冲量大小等于子弹对木块的冲量d 系统损失的机械能等于子弹损失的动能和子弹对木块所做的功的差 acd 例2 如图所示 质量为m 2kg的小车放在光滑水平面上 在小车右端放一质量为m 1kg的物块 两者间的动摩擦因数为 0 1 使物块以v1 0 4m s的水平速度向左运动 同时使小车以v2 0 8m s的初速度水平向右运动 取g 10m s2 求 1 物块和小车相对静止时 物块和小车的速度大小和方向 2 为使物块不从小车上滑下 小车的长度l至少多大 解 1 木块先向左匀减速运动到0 再匀加速运动到共同速度v 由动量守恒定律 m m v mv2 mv1 v 0 4m s 2 由能量守恒定律 mgl 1 2 mv22 1 2 mv12 1 2 m m v2 l 0 48m 8分 一质量为m的长木板b静止在光滑水平面上 一质量为m的小滑块a 可视为质点 以水平速度v0从长木板的一端开始在木板上滑动 到达另一端滑块刚离开木板时的速度为1 3v0 若把此木板固定在水平桌面上 其它条件相同 求 滑块离开木板时的速度 96年全国24 解 木板不固定时 如图示 由动量守恒定律 mv0 1 3mv0 mv v 2mv0 3m 由能量守恒定律 fl 1 2 mv02 1 2m 1 9v02 1 2 mv2 2 9 mv02 2 m m 若把此木板固定在水平桌面上 滑块离开木板时的速度为v 由动能定理 fl 1 2 mv2 1 2 mv02 由以上四式解得 例4 如图所示 质量为m的小车左端放一质量为m的物体 物体与小车之间的摩擦系数为 现在小车与物体以速度v0在水平光滑地面上一起向右匀速运动 当小车与竖直墙壁发生弹性碰撞后 物体在小车上向右滑移一段距离后一起向左运动 求物体在小车上滑移的最大距离 解 小车碰墙后速度反向 由动量守恒定律 m m v m m v0 最后速度为v 由能量守恒定律 1 2 m m v02 1 2 m m v2 mgs 变形题 练习 如图所示 在光滑水平面上放有质量为2m的木板 木板左端放一质量为m的可视为质点的木块 两者间的动摩擦因数为 现让两者以v0的速度一起向竖直墙向右运动 木板和墙的碰撞不损失机械能 碰后两者最终一起运动 求碰后 1 木块相对地面向右运动的最大距离l 2 木块相对木板运动的距离s 解 木板碰墙后速度反向如图示 1 当木块速度减小为0时 2mv0 mv0 2mv1 v1 v0 2 mgl 1 2 mv02l v02 2 g 2 当两者速度相同时 2mv0 mv0 3mv2 v2 v0 3 mgs 1 2 3mv02 1 2 3mv22 s 4v02 3 g 例5 长l 1m 质量m 1kg的木板ab静止于光滑水平面上 在ab的左端有一质量m 1kg的小木块c 现以水平恒力f 20n作用于c 使其由静止开始向右运动至ab的右端 c与ab间动摩擦因数 0 5 求f对c做的功及系统产生的热量 解 由于c受到外力作用所以系统动量不守恒 设木板向前运动的位移是s 则木块的位移为s l 时间为t 对c f s l mg s l 1 2 mvm2 f mg t mvm 对ab mgs 1 2 mvm2 mgt mvm 解以上四式得 vm 3vms 0 5m f对c做的功w f s l 30j 摩擦生的热q mgl 5j 例6 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 解 设a木块厚度为a b木块厚度为b 射穿自由滑动的a后速度为vmv0 m m v fa 1 2 mv02 1 2 m m v2 1 2 mv02 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 fa 1 2 m m v2 mv1 m m vb fb 1 2 mv12 1 2 m m vb2 1 2 mv12 m m m a b v02 v12 m m m 南京04年检测二17 如图示 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 解 1 由动量守恒定律mv0 m m vv 6m s 系统增加的内能等于系统减少的动能 q fd 1 2 mv02 1 2 m m v2 900 1 2 36 882j 2 设以400m s射入时 仍不能打穿 射入深度为d 由动量守恒定律mv0 m m v v 8m s q fd 1 2 mv0 2 1 2 m m v 2 1600 1 2 64 1568j d d 1568 882 16 9 d 16 9 6 10 7cm l 所以能穿出木块 题目 下页 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 fl 10 6 fd 5 3 882 1470j 由动量守恒定律mv0 mv1 mv2 由能量守恒定律 fl 1 2 mv02 1 2 mv12 1 2 mv22 代入数字化简得 v1 49v2 400 v12 49v22 13000 消去v1得v22 16v2 60 0 解得v1 106m sv2 6m s 题目 上页 例7 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 v0水平向右运动 则子弹的最终速度是多少 解析 1 设子弹穿过木块后木块获得的速度是v 由系统动量守恒得 mv0 mv0 2 2mv 1 由能量守恒得 fl 1 2 mv02 1 2 2mv2 1 2 m v0 2 2 2 对木块有 fs 1 2 2mv2 3 解得 木块的速度v v0 4木块的位移s l 5 2 在此过程中 由于木块受到传送带的作用力 所以系统动量不守恒 以子弹为研究对象 由动量定理得 mv0 mv ft 1 由动能定理得 1 2 mv02 1 2 mv2 f ut l 2 解以上两式得v 解得 当 v0 u 2 5 8 v02即 当 v0 u 2 5 8 v02方程无解 表明子弹不能穿出木块 即 2001年春季北京 如图所示 a b是静止在水平地面上完全相同的两块长木板 a的左端和b的右端相接触 两板的质量皆为m 2 0kg 长度皆为l 1 0m c是一质量为m 1 0kg的木块 现给它一初速度v0 2 0m s 使它从b板的左端开始向右动 已知地面是光滑的 而c与a b之间的动摩擦因数皆为 0 10 求最后a b c各以多大的速度做匀速运动 取重力加速度g 10m s2 解 先假设小物块c在木板b上移动距离x后 停在b上 这时a b c三者的速度相等 设为v 由动量守恒得 在此过程中 木板b的位移为s 小木块c的位移为s x 由功能关系得 解 两式得 代入数值得 x比b板的长度l大 这说明小物块c不会停在b板上 而要滑到a板上 设c刚滑到a板上的速度为v1 此时a b板的速度为v1 如图示 则由动量守恒得 由功能关系得 以题给数据代入解得 由于v1必是正数 故合理的解是 当滑到a之后 b即以v1 0 155m s做匀速运动 而c是以v1 1 38m s的初速在a上向右运动 设在a上移动了y距离后停止在a上 此时c和a的速度为v2 如图示 由动量守恒得 解得v2 0 563m s 由功能关系得 解得y 0 50m y比a板的长度小 故小物块c确实是停在a板上 最后a b c的速度分别为 例 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射入球在中而未穿出 要使子弹射入小球后 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 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 m1g式中m1 m m 由机械能守恒定律1 2m1v2 m1g 2l 1 2m1v12 由动量守恒定律mv0 m m v1 若小球只能在下半个圆周内作摆动 1 2m1v22 m1gh m1gl 例5 如图所示 长为l质量为m1的木板a置于光滑水平面上 左端放一质量为m2的物体b 物体与木板之间的动摩擦因数为 现在a与b以速度v0在水平光滑地面上一起向右匀速运动 当a与竖直墙壁发生弹性碰撞后 要使物体一直不从木板上掉下来 v0必须满足什么条件 解 木板碰墙后速度反向 由动量守恒定律 向左为正向 m1 m2 v m1 m2 v0 讨论 1 若m